Análise de sensibilidade e otimização do desempenho termo-hidráulico de coletores solares planos para aquecimento de ar através da utilização de geradores de vórtices longitudinais

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 delta-winglets(DWL) e rectangular-winglets(RWL). 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 maximizar o desempenho termo-hidráulicode coletores solares comLVGs pode ser enorme. Assim, é utilizado um modeloestatísticonão-paramétricode análise das variáveis (via método SmoothingSpline ANOVA), que avalia os efeitos principais e de interações,e um procedimento de otimização baseado em metamodelos ou modelos surrogate, para maximizar o desempenho termo-hidráulico. (AU)