Análise Numérica da Transferência de Calor por Convecςão Forςada de um Aquecedor 3D Protuberante em um Canal Retangular Horizontal com Escoamento Laminar de um Fluido Dielétrico

A transferencia de calor por conveccao forcada de um aquecedor 3D protuberante montando na placa inferior de um canal retangular horizontal foi investigada numericamente atraves do software ANSYS/FluentTM 14.5. Uma taxa uniforme de geracao de calor foi assumida no aquecedor protuberante e seu resfriamento ocorreu por meio de um escoamento laminar forcado de fluido dieletrico NovecTM 7500 com propriedades constantes sob condicoes de regime permanente. Na entrada do canal, os perfis de velocidade e de temperatura eram uniformes. As equacoes de conservacao com suas condicoes de contorno foram resolvidas numericamente, dentro de um unico dominio atraves de um procedimento acoplado, utilizando o Metodo dos Volumes de Controle (ou Metodo dos Volumes Finitos). O algoritmo SIMPLE foi utilizado para tratar do acoplamento pressao-velocidade. A discretizacao dos termos difusivo-convectivos foi realizada por meio do esquema Upwind de Segunda Ordem. Devido as nao-linearidades na equacao do momentum, as componentes de velocidade e a correcao da pressao foram sub-relaxadas para prevenir instabilidade e divergencia. Apos um estudo de refinamento de grade computacional, os resultados numericos foram obtidos com uma grade 3D nao-uniforme contendo aproximadamente 200.000 volumes de controle. Esta grade computacional foi mais concentrada nas regioes proximas as interfaces solido-fluido devido aos maiores gradientes das variaveis primitivas nestas regioes. Os resultados foram obtidos para numeros de Reynolds na faixa de 100 a 300, correspondendo a velocidades medias de entrada do fluido de resfriamento no canal de 0,01 m/s a 0,03 m/s. Os parâmetros termicos de interesse, tais como: distribuicao de temperatura ao longo do canal, temperatura media do aquecedor e numeros de Nusselt adiabaticos local e medio, foram determinados e comparados, quando possivel, com os resultados disponiveis na literatura considerando o ar como fluido de resfriamento.