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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título : Solução numérica de um escoamento bidimensional entre placas paralelas com obstáculo
Autor(es): Chichinelli, Sabrina Costa
Primeiro Orientador: Cristaldo, Cesar Flaubiano da Cruz
Resumo: O estudo dos mecanismos de transferência de calor são fundamentais para o funcionamento de máquinas, motores e aplicações na área de engenharia. Por exemplo, no caso de um radiador, o processo de troca de calor está relacionado com escoamento entre placas paralelas. Neste contexto, o uso da Mecânica dos Fluidos Computacional para o estudo de um projeto de trocador de calor torna-se uma ferramenta com baixo custo financeiro quando comparado com estudos experimentais. O presente trabalho propõe uma solução numérica de um escoamento entre placas paralelas com diferentes obstáculos geométricos. O objetivo principal é validar um código numérico que servirá como base para futuros desenvolvimentos de modelos de transferência de calor (trocadores de calor). Neste sentido, o método de volumes finitos é utilizado para a discretização das equações para um escoamento incompressível. O acoplamento pressão e velocidade é obtido através do método da compressibilidade artificial, onde a massa específica é substituída artificialmente pela pressão no termo transiente da equação da continuidade. A solução é obtida pelo método Quick Scheme. Nesta etapa do trabalho é apresentada uma solução clássica de escoamento entre duas placas paralelas com um obstáculo cilíndrico no centro do domínio e também escoamento livre com obstáculos quadrados. Os resultados mostram que o modelo reproduz a esteira de von Kármán que é um fenômeno clássico em escoamento em torno de cilindros. Portanto, o modelo poderá ser adaptado para futuras modelagens de trocadores de calor. Palavras-chave: Compressibilidade artificial. Trocador de calor. Quick Scheme. Volumes finitos.
Resumen : The study of heat transfer mechanisms are fundamental for the operation of machines, engines and applications in the engineering area. For example, in the case of a radiator, the heat exchange process is related to flow between parallel plates. In this context, the use of Computational Fluid Mechanics for the study of a heat exchanger design becomes a tool with low financial cost when compared to experimental studies. The present work proposes a numerical solution of a flow between parallel plates with different geometric obstacles. The main objective is to validate a numerical code that will serve as a basis for future developments of heat transfer models (heat exchangers). In this sense, the finite volume method is used for the discretization of the equations for an incompressible flow. The pressure and velocity coupling is obtained through the method of artificial compressibility, where the density is artificially replaced by the pressure in the transient term of the continuity equation. The solution is obtained by the Quick Scheme method. In this stage of the work, a classical solution of flow between two parallel plates with a cylindrical obstacle in the center of the domain and also free flow with square obstacles is presented. The results show that the model reproduces the von Kármán wake, which is a classic phenomenon in flow around cylinders. Therefore, the model can be adapted for future modeling of heat exchangers. Keywords: Artificial Compressibility, Heat Exchanger, Quick Scheme, Finite Volume.
Palabras clave : Engenharia mecânica
Permutadores térmicos
Mecânica dos fluidos
Calor - Transmissão
Mechanical engineering
Fluid mechanics
Heat exchangers
Heat - Transmission
CNPQ: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Editorial : Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
Citación : CHICHINELLI, Sabrina Costa. Solução numérica de um escoamento bidimensional entre placas paralelas com obstáculo. Orientador: Cesar Flaubiano da Cruz Cristaldo. 2022. 77p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia de mecânica) - Universidade Federal do Pampa, Curso de Engenharia de mecânica, Alegrete, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI : https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/7628
Fecha de publicación : 18-mar-2022
Aparece en las colecciones: Engenharia Mecânica

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