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Título:	Investigação numérica da convecção natural em cavidades abertas heterogêneas
Autor(es):	Loyola, Leonardo Terra
Orientador(es):	Franco, Admilson Teixeira
Palavras-chave:	Fluidodinâmica computacional - Projetos Calor - Convecção natural Equações diferenciais - Soluções numéricas -Programas de computador Análise numérica - Simulação por computador Computational fluid dynamics - Design Heat - Convection, Natural Differencial equations - Numerical solutions - Computer programs Numerical analysis - Computer simulation
Data do documento:	7-Mai-2012
Editor:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus:	Curitiba
Citação:	LOYOLA, Leonardo Terra. Investigação numérica da convecção natural em cavidades abertas heterogêneas. 2012. 100 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012.
Resumo:	Neste trabalho, propõe-se a investigação numérica do fenômeno de convecção natural em meios porosos heterogêneos, em que as fases sólido e fluido são visualmente distinguidas. Essa abordagem na solução de escoamentos em meios porosos é denominada “abordagem microscópica”. A geometria em estudo é uma cavidade quadrada aberta para o ambiente com a presença de blocos condutivos, fixos e rígidos em seu interior, uniformemente distribuídos. A parede vertical interna da cavidade é mantida a uma temperatura constante maior que a do meio, e constitui a fonte de energia para a convecção natural. As equações de balanço de massa, quantidade de movimento e energia são resolvidas pelo Método dos Volumes Finitos, através de um programa de DFC (dinâmica dos fluidos computacional). O problema é tratado em regime permanente, e adota-se a hipótese de propriedades físicas dos constituintes como constantes, exceto a massa específica do fluido na avaliação do termo de empuxo, sem o qual não há convecção natural. O objetivo deste trabalho é analisar a influência que os parâmetros adimensionais: número de Rayleigh, razão de condutividade térmica sólido-fluido e número de blocos exercem nas taxas de transferência de calor e no escoamento. Os resultados das simulações são avaliados quantitativamente com base nos valores de número de Nusselt e de vazão volumétrica adimensional de entrada na cavidade, e qualitativamente com base em gráficos de isotermas e de linhas de corrente. Observou-se que, para qualquer número de Rayleigh, a quantidade de calor que o fluido é capaz de transportar ao meio externo é significativamente reduzida quando há interferência da camada-limite térmica pela fase sólida. A variação da razão de condutividade térmica sólido-fluido possui maior importância justamente nesses casos de interferência, e blocos mais condutivos facilitam as trocas de calor.
URI:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10299
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