Efeito da natureza matemática de geratrizes sobre a dissipação de calor em aletas / Effect of the mathematical nature of geratrizes on heat dissipation in fins

Ricardo Amâncio Malagoni, Suélen Mara Gonçalves, Luiz Gustavo Martins Vieira

Resumo


Aletas são dispositivos térmicos baseados em superfícies estendidas que majoram a transferência de calor de uma superfície para um fluido. As aletas devem ser construídas a partir de bons condutores térmicos e pequenas espessuras, a fim de garantir, simultaneamente, estruturas leves para instalação e tratamento matemático unidimensional para previsão das distribuições térmicas e taxas de dissipação de calor. Aletas no formato cilíndrico são denominadas de aletas piniformes, cuja descrição físico-matemática é bem-posta na literatura por causa da área da seção reta à condução térmica ser constante ao longo de todo o comprimento do dispositivo. Isto posto, este estudo teve como objetivo avaliar o impacto técnico e econômico de aletas de seção reta variável ao longo do comprimento do dispositivo. De acordo com os principais resultados, a utilização de uma geratriz não linear crescente trigonométrica mostrou que, nas mesmas condições operacionais das aletas piniformes (área da base, comprimento e condições térmico-fluidodinâmicas), foi possível incrementar a dissipação térmica em até 109%. Por sua vez, a utilização de uma geratriz não linear decrescente linear ou trigonométrica impactou em uma redução de 31,4% na taxa de dissipação térmica. Além de a aleta de geratriz trigonométrica ter sido a mais dissipativa dentre todas, uma análise mais criteriosa mostrou que os custos com a aquisição de metais ou ligas para a construção dela podem ser incrementados em até 4 vezes.


Palavras-chave


Aleta, Geratriz, Não-linearidade, Distribuição Térmica, Potência.

Texto completo:

PDF

Referências


ARAÚJO, C. (1978), Transmissão de Calor. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora.

BENNET, C. O.; MYERS, J. E. (2003), Fenômeno de Transporte – Quantidade de Movimento, Calor e Massa. São Paulo: Editora LTC.

BIRD, R. B, STEWART, W. E., LIGHTFOOT, E. N. (2004), Transport Phenomena. São Paulo: LTC.

INCROPERA, F. P.; DEWITT, D. P. (2003), Transferência de Calor e Massa. São Paulo: LTC.

ZILL, D. G.; CULLEN, M. R. (2001), Equações Diferenciais. São Paulo: Editora Makron Books.




DOI: https://doi.org/10.34115/basrv4n3-012

Apontamentos

  • Não há apontamentos.