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Análise de sensibilidade e simulação numérica de escoamento laminar aplicadas a coletores solares planos com geradores de vórtices longitudinais tipo rectangular-winglets para aquecimento de ar

Processo: 18/04639-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de junho de 2018
Vigência (Término): 31 de maio de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
Pesquisador responsável:Daniel Jonas Dezan
Beneficiário:Rafael Módolo Dias Duarte
Instituição-sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Assunto(s):Mecânica dos fluidos   Transferência de calor   Dinâmica dos fluidos computacional

Resumo

O desempenho termo-hidráulico de um coletor solar depende da capacidade do fluido de trabalho em retirar o calor armazenado pelos coletores. Em princípio, a transferência de calor entre um fluido e uma superfície sólida é aumentada através do aumento da área de contato e/ou aumento do coeficiente de transferência de calor. O uso de superfícies modificadas e geradores de vórtices resultam no aumento da transferência de calor e perda de pressão, acarrentando em uma maior potência de bombeamento. Este projeto de pesquisa tem como objetivo investigar numericamente o desempenho termo-hidráulico de aquecedores de ar solares utilizando geradores de vórtices longitudinais (LVG) tipo rectangular-winglets (RWL), sob condição de escoamento laminar. Os LVGs intensificam a transferência de calor através da geração de escoamentos secundários, sendo que esse aumento na transferência de calor é normalmente conseguido com pequenas perdas de pressão no escoamento. É sabido e muito bem consolidado que existem diversos parâmetros que influenciam o desempenho termo-hidráulico de superfícies com LVGs. Para tanto, fica evidente que a quantidade de experimentos necessários para investigação do impacto de variáveis no desempenho termo-hidráulico dos coletores solares aqui propostos pode ser enorme. De modo a tornar o processo mais rápido e menos custoso, neste projeto é utilizado um modelo estatístico não-paramétrico de análise das variáveis (método Smoothing Spline ANOVA), que avalia os efeitos principais e de interações das variáveis de entrada no desempenho termo-hidráulico deste tipo de coletores solares.