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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Resfriamento de placas planas por um jato confinado de ar
Author: Bazani, Marcio Antonio
Advisor: Altemani, Carlos Alberto Carrasco, 1948-
Abstract: Resumo: Este trabalho considerou o resfriamento convectivo de placas planas localizadas na superfície de incidência de um jato confinado de ar. Inicialmente o problema foi simulado numericamente, considerando a superfície de incidência do jato aquecida e isotérmica, utilizando dois modelos de turbulência de alto Reynolds distintos: k-e RNG (grupos de renormalização). As simulações foram efetuadas para um escoamento bidimensional incompressível de ar. O método dos volumes de controle foi usado para resolver iterativamente as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia, bem como as equações de energia cinética turbulenta e taxa de dissipação de energia cinética turbulenta. Os resultados obtidos da simulação de escoamento e da transferência de calor foram comparados com resultados numéricos e experimentais obtidos na literatura numa faixa do número de Reynolds na seção de entrada (8000 < Rej < 20000) e da razão de aspecto (1,0 < H/w < 8,0) do jato. Em seguida, uma montagem experimental foi construída, com três placas planas aquecidas montadas na superfície do jato. Os resultados de testes experimentais de laboratório foram comparados com resultados correspondentes de simulação numérica. Sob condições distintas de aquecimento das três placas, o coeficiente adiabático de transferência de calor, descrito por Moffat (1998), foi utilizado e comparado com resultados do coeficiente convectivo baseado na temperatura de entrada do jato. Nos testes experimentais, o número de Reynolds do jato variou na faixa (9000 < Re < 16000) e a razão de aspecto foi mantida fixa (H/w = 6,0). Foi verificado, pelos resultados experimentais e de simulação, que o coeficiente adiabático (had) depende apenas das condições do escoamento, enquanto que o coeficiente baseado na temperatura de entrada do ar (hin) depende tanto do escoamento quanto da potência dissipada nas placas a montante. Os resultados deste estudo tem aplicações no resfriamento de componentes eletrônicos

Abstract: The convective cooling of discrete heated plates flush mounted on the incidence surface of a confined slot jet was investigated in this Thesis. Initially numerical simulations were performed considering a heated isothermal impingement plate, using two high-Reynolds turbulence models: k-e and RNG (Groups of Renormalization). A control volumes method was used to solve a two-dimensional incompressible airflow. The conservation equations (mass, momentum and energy), and those associated to the turbulence mo del (the turbulent kinetic energy equation and that of its dissipation rate) were solved iteratively by the contral volumes method. The numerical simulation results for the flow and heat transfer were compared with numerical and experimental data obtained from the literature to explore the effects of the jet Reynods number (8000 < Re < 20000), and the aspect ratio (1 < H/w < 8). An experimental apparatus was built, with three heated plates flush mounted on the impingement plate. The obtained experimental results were compared with corresponding numerical simulations. Under distinct heating conditions of the three plates, the adiabatic heat transfer coefficient, described by Moffat (1998), was compared with the convective coefficient based on the inlet air temperature. The experimental tests were performed for a range of 9000 < Rej < 16000 and for a single aspect ratio, Hlw = 6. It was verified, by the experimental results and the numerical simulations, that the adiabatic heat transfer coefficient (had) depends on the flow conditions, while that based on the inlet air temperature (hin) depends both on the flow conditions and power dissipated in the upstream plates. The results of this investigation are relevant to applications in electronics cooling
Subject: Turbulência
Calor - Transmissão - Métodos de simulação
Calor - Transmissão - Métodos experimentais
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: BAZANI, Marcio Antonio. Resfriamento de placas planas por um jato confinado de ar. 2001. 131p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/263015>. Acesso em: 31 jul. 2018.
Date Issue: 2001
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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