Atenção: Todas as denúncias são sigilosas e sua identidade será preservada.
Os campos nome e e-mail são de preenchimento opcional
Metadados | Descrição | Idioma |
---|---|---|
Autor(es): dc.contributor | Franco, Admilson Teixeira | - |
Autor(es): dc.contributor | Franco, Admilson Teixeira | - |
Autor(es): dc.contributor | Junqueira, Silvio Luiz de mello | - |
Autor(es): dc.contributor | Santos, Paulo Henrique dias dos | - |
Autor(es): dc.creator | Nascimento, Gustavo | - |
Data de aceite: dc.date.accessioned | 2022-02-21T22:19:00Z | - |
Data de disponibilização: dc.date.available | 2022-02-21T22:19:00Z | - |
Data de envio: dc.date.issued | 2020-11-11 | - |
Data de envio: dc.date.issued | 2020-11-11 | - |
Data de envio: dc.date.issued | 2016-11-29 | - |
Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10510 | - |
Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/672457 | - |
Descrição: dc.description | In the past decades, as technology developed, several numerical studies have been performed with nanofluids due to its beneficial properties offered, especially on heat transfer enhancement. Nanofluids have been used in different applications, such as electronic circuit cooling systems, aiming for higher efficiencies and costs reduction. In the present study, it is carried a numerical investigation of the laminar natural convection of nanofluids in an enclosure filled with disconnected conductive solid blocks. The enclosure is laterally heated and the horizontal walls are adiabatic. The mathematical formulation is given by the mass, momentum and energy equations. The numerical analysis is performed through the CFD Ansys Fluent Software. It is evaluated different parameters on the heat transfer magnitude, such as the Rayleigh number, nanoparticle diameter and volume fraction, type of nanofluid and number of blocks inside the enclosure. The Rayleigh numbers employed are 104, 105, 106 and 107. The cavity has constant porosity of 0,64 and the number of blocks are 9, 16 and 36. The nanoparticle diameters are 25, 50 and 100nm. Alumina and copper nanoparticles are used with water as base fluid. The nanoparticle volume concentrations are 0, 1, 2, 3, 4 and 5%. For the calculation of effective thermal conductivity and dynamic viscosity, it is employed correlations from the literature. The flow is assumed as laminar, single-phase, steady state, bi-dimensional and with constant thermophysical properties and incompressible with Boussinesq-Oberbeck for the buoyancy term. The solution methods are verified numerically by reproducing and comparing results with scientific studies. The results are presented with the mean, minimum and maximum Nusselt number, streamlines and isothermals. It was noticed that as the Rayleigh number increases the heat transfer increases. The same effects are observed, in general, with the reduction of the nanoparticle diameter and with the increase of the nanoparticle volume fraction, in some cases reaching 27%. However, by increasing the number of blocks inside the enclosure, the heat transfer decreases. The alumina, Al2O3, nanoparticles achieved better results on the heat transfer enhancement than the copper nanoparticles, Cu. | - |
Descrição: dc.description | Nas últimas décadas, com o avanço da tecnologia, diversos estudos numéricos têm sido realizados com nanofluidos devido aos benefícios proporcionados pelas suas propriedades, especialmente a intensificação da troca térmica. Nanofluidos têm sido utilizados em diferentes aplicações, como no resfriamento de circuitos eletrônicos, visando o aumento da eficiência de um sistema e reduzindo custos e despesas com energia. Nesse trabalho é investigado numericamente a convecção natural laminar de nanofluidos em cavidade quadrada e fechada preenchida com blocos sólidos quadrados, desconectados e condutores de calor. A cavidade é aquecida lateralmente e as paredes horizontais são adiabáticas. A modelagem matemática se dá pelas equações de balanço de massa, quantidade de movimento e energia. A análise numérica é realizada através do software de Dinâmica de Fluidos Computacional (DFC) ANSYS-FLUENT. São avaliadas os seguintes parâmetros sobre a magnitude da transferência de calor: número de Rayleigh, concentração e o diâmetro das nanopartículas, tipo de nanofluido e número de blocos no interior da cavidade. O número de Rayleigh assume os valores de 104, 105, 106 e 107. A cavidade possui porosidade constante e igual a 0,64, com a quantidade de blocos de 9, 16 e 36. Os diâmetros das nanopartículas assumem os valores de 25, 50 e 100nm. É proposta a utilização de nanopartículas de óxido de alumínio, Al2O3 e de cobre, Cu, com água como fluido base para concentrações volumétricas de 0, 1, 2, 3, 4 e 5%. Para cálculo das propriedades efetivas dos nanofluidos são utilizadas correlações existentes na literatura. O escoamento é assumido como monofásico, laminar, em regime permanente, bidimensional, com propriedades termofísicas constantes e incompressível com aproximação de Boussinesq-Oberbeck para o termo de empuxo. O método de solução é verificado numericamente pela reprodução e comparação de resultados com os de trabalhos científicos. Os resultados são apresentados através do número de Nusselt médio, número de Nusselt mínimo e máximo, linhas de corrente e isotermas. Notou-se que com à medida que o número de Rayleigh aumenta, a troca térmica na cavidade é intensificada. O mesmo efeito é notado, em geral, com a redução do diâmetro das nanopartículas e o com o aumento da concentração de nanopartículas dispersas no fluido base, chegando para alguns casos um aumento de até 27% na troca térmica. Entretanto, com o aumento do número de blocos na cavidade, ocorre uma redução na transferência de calor. As nanopartículas de alumina Al2O3, dispersas no fluido base obtiveram maiores intensificações na transferência de calor do que as nanopartículas de cobre, Cu. | - |
Formato: dc.format | application/pdf | - |
Idioma: dc.language | pt_BR | - |
Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
Publicador: dc.publisher | Curitiba | - |
Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
Publicador: dc.publisher | Graduação em Engenharia Mecânica | - |
Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
Direitos: dc.rights | openAccess | - |
Palavras-chave: dc.subject | Calor - Convecção natural | - |
Palavras-chave: dc.subject | Dinâmica dos fluidos | - |
Palavras-chave: dc.subject | Partículas (Física, química, etc.) | - |
Palavras-chave: dc.subject | Materiais nanoestruturados | - |
Palavras-chave: dc.subject | Engenharia mecânica | - |
Palavras-chave: dc.subject | Heat - Convection, Natural | - |
Palavras-chave: dc.subject | Fluid dynamics | - |
Palavras-chave: dc.subject | Particles | - |
Palavras-chave: dc.subject | Nanostructured materials | - |
Palavras-chave: dc.subject | Mechanical engineering | - |
Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | - |
Título: dc.title | Solução numérica da convecção natural laminar de nanofluido em cavidade fechada preenchida com meio heterogêneo | - |
Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT |
O Portal eduCAPES é oferecido ao usuário, condicionado à aceitação dos termos, condições e avisos contidos aqui e sem modificações. A CAPES poderá modificar o conteúdo ou formato deste site ou acabar com a sua operação ou suas ferramentas a seu critério único e sem aviso prévio. Ao acessar este portal, você, usuário pessoa física ou jurídica, se declara compreender e aceitar as condições aqui estabelecidas, da seguinte forma: