RESFRIAMENTO POR CONVECÇÃO FORÇADA DE UM AQUECEDOR 3D PROTUBERANTE EM UM CANAL COM ESCOAMENTO LAMINAR

Neste trabalho foi realizado um estudo numerico do resfriamento por conveccao forcada de um aquecedor 3D protuberante montado em um substrato adiabatico de um canal horizontal de placas paralelas utilizando o software ANSYS/Fluent ® 14.5. Uma taxa de geracao de calor uniforme foi assumida no aquecedor protuberante e seu resfriamento ocorreu pelo escoamento forcado de ar, em regime laminar, com propriedades constantes e em regime permanente. Na entrada do canal, os perfis de velocidade e de temperatura eram uniformes. As equacoes governantes com suas condicoes de contorno foram resolvidas numericamente dentro de um dominio unico, que englobou as regioes dos solidos e do fluido, atraves de um procedimento acoplado. A discretizacao das equacoes foi baseada no Metodo de Volumes de Controle. O algoritmo SIMPLE foi utilizado para tratar do acoplamento pressao-velocidade. A discretizacao dos termos difusivo-convectivos foi realizada atraves do esquema Upwind de 2a 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 873.000 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 efeitos do numero de Reynolds na transferencia de calor por conveccao forcada foram investigados na faixa de 100 a 300. Os parâmetros termofluidodinâmicos de interesse, tais como: linhas de corrente, distribuicoes de pressao e de temperatura e numero de Nusselt medio foram encontrados e comparados, quando possivel, com os resultados disponiveis na literatura.