Simulação computacional da transferência de calor conjugada com o OpenFOAM em placas planas inclinadas
Nenhuma Miniatura disponível
Data
2025-06-04
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal do Oeste da Bahia
Resumo
A energia solar, a mais abundante no mundo, é classificada em fototérmica e fotovoltaica.
A eficiência dos módulos fotovoltaicos, geralmente entre 13 e 20%, depende de fatores
como temperatura e irradiância solar, mas raramente alcança o desempenho nominal
em condições reais, reduzindo-se com o aumento da temperatura da placa. Análises
térmicas baseadas no método de volumes finitos, utilizando softwares especializados,
possibilitam avanços nesse campo. Este estudo investiga a convecção natural em uma placa
inclinada com e sem aletas, focando na eficiência de dissipadores de calor. Para tanto, será
realizado um estudo numérico com o software OpenFOAM, especificamente o solucionador
chtMultiRegionSimpleFoam, adequado para simulações de transferência de calor conjugada
em múltiplas regiões. A placa será modelada com fluxo de calor constante, simulando
condições térmicas típicas de aplicação industrial. O estudo incluirá três configurações
distintas: uma placa sem aletas, um dissipador com aletas convencionais e outro com
aletas segmentadas. O objetivo é comparar o desempenho térmico dessas configurações,
considerando a eficácia das aletas na dissipação de calor, avaliando a temperatura média
da placa e a distribuição dos campos de temperatura e velocidade ao redor das aletas. Para
garantir a confiabilidade dos resultados, os valores de temperatura média serão comparados
com dados da literatura. Essa comparação validará o modelo adotado e assegurará que
as simulações replicam com precisão as condições reais. Além disso, o estudo buscará
compreender como diferentes configurações de aletas influenciam o comportamento do
fluxo de ar e a eficiência na transferência de calor. A temperatura média no modelo
de validação teve uma diferença de temperatura de 2,37 K e um desvio de 3,62% para
o coeficiente convectivo. Os resultados do sistema aletado indicam que a inclusão de
aletas melhora a dissipação térmica da placa. O Modelo A foi o mais eficiente, reduzindo
a temperatura média para 347, 84 K, com coeficiente convectivo de h = 12, 80W/m2K,
enquanto o Modelo B apresentou 354, 60 K e h = 12, 11 W/m2K. Comparado à placa sem
aletas, que obteve 364, 42 K e h = 9, 31W/m2K, o Modelo A mostrou maior eficiência
térmica, apesar de sua massa ligeiramente superior (2, 83 kg contra 2, 56 kg do Modelo B).
Descrição
Monografia apresentada ao curso de Engenharia Mecânica do Centro Multidisciplinar de Bom Jesus da Lapa da Universidade Federal do Oeste da Bahia, como partedas exigências para obtenção do título de
Bacharel em Engenharia Mecânica.
Palavras-chave
Citação
Assis, Maurício Fernandes de Oliveira. Simulação computacional da transferência de calor conjugada com o OpenFOAM em placas planas inclinadas. 2025.