Orientador : Marcelo Moreira Ganzarolli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T20:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avelar_AnaCristina_D.pdf: 7553992 bytes, checksum: ac5ecbdd2e924c21075bbcc3f6bf42d8 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho a transferência de calor por convecção natural em uma série de placas planas, paralelamente dispostas, formando canais verticais abertos e contendo elementos protuberantes aquecidos e distribuídos sobre uma das paredes das placas é analisada numérica e experimentalmente. Situações de aquecimento uniforme e não-uniforme das placas são consideradas. Utiliza-se um modelo matemático bidimensional baseado nas equações de conservação da massa, conservação da quantidade de movimento e da energia, em regime permanente. A condução de calor através da placa de fixação dos elementos é considerada. As equações de Navier-Stokes são resolvidas na forma elíptica. As equações governantes são discretizadas utilizando-se o método de volumes finitos e resolvidas pelo algoritmo SIMPLEC. Condições de contorno de pressão especificada são adotadas na entrada e na saída do canal. Os testes experimentais utilizam um aparato com placas de fibra de vidro contendo elementos protuberantes de alumínio e seção quadrada. As placas são posicionadas em uma estrutura utilizada em equipamentos de telecomunicações. São realizados testes numéricos e experimentais variando-se a distância entre as placas, a potência de alimentação das mesmas e o posicionamento na placa dos elementos com diferentes taxas de dissipação de calor. Boa concordância entre os resultados numéricos e experimentais é observada, particularmente para os menores valores de potência e distância entre placas. Diversas situações de aquecimento não-uniforme das placas são analisadas, sendo determinado um espaçamento ótimo entre placas, que maximiza a taxa de remoção de calor por unidade volume / Abstract: In this work, natural convection heat transfer ITom a series of vertical, parallel plates, forrning open channels containing heated protruding elements attached to one of the walls, is analyzed both numerically and ex.perimentally. Uniform and non-uniform heatin,g conditions of the plates are considered. A two-dimensional rnathematical model based on the conservation equations of mass, momentum and energy is used. Heat conduction to the walls is also considered and the Navier-Stokes equations are solved in elliptic formo The finite volume method is used for discretization and the SIMPLEC algorithrn for solving the pressure-velocity coupling. Specified pressure values are adopted at the channel entrance and exit. Experimental tests are performed in a facility containin,g fiberglass plates with protruding, square section, aluminum elements. The protruding elements have a resistance wire inside and are electrically heated by direct current sources. Plates arepositioned in a structure used in telecom equipment. Numerical and experimental tests are performed varying the distance between plates, the power supplied to the system and, in the non-uniform heating conditions, the position of the elements that are differentially heated. Good agreement is observed between numerical and experimental results, particularl)' for the srnaller distances and power levels. Several non-uniform heating conditions are analyzed and an optimum spacing between plates is determined, which maximizes heat dissipation per unit volume / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Marcelo Moreira Ganzarolli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T22:57:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_AndreDamiani_M.pdf: 4938161 bytes, checksum: e139ea372e776b57e12d4e6c9bb02645 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: No presente trabalho o resfriamento por convecção natural de uma placa plana, disposta em um meio infinito, contendo elementos protuberantes aquecidos e distribuídos uniformemente sobre uma das paredes da placa é analisado experimentalmente sob a condição de aquecimento uniforme. A parede oposta da placa de teste é isolada utilizando um aquecedor de proteção que possui as mesmas dimensões da placa de teste. Os testes experimentais utilizam um aparato com placa de fibra de vidro contendo elementos protuberantes de alumínio de seção quadrada, em cujo interior passa uma resistência. A placa de teste é posicionada em uma estrutura de ferro que foi projetada para permitir a variação da inclinação da placa. As trocas de calor por condução, através da placa de fixação dos elementos protuberantes, e por radiação, entre as superfícies das protuberâncias foram consideradas. Testes experimentais foram realizados variando a potência entre 30 e 70W para uma variação angular entre 0° e 60° a partir da posição vertical. Do presente trabalho concluiu-se que foi possível avaliar o número de Nusselt em função do número de Rayleigh para placa protuberante e inclinada através de uma única correlação, desde que a componente da aceleração gravitacional paralela à placa seja utilizada no cálculo do número de Rayleigh modificado / Abstract: In the present work, cooling with natural convection of a plate, disposed in an infinite middle, containing protruding heated elements and distributed evenly on one of the walls of the plate it is analyzed experimentally about the condition of uniform heating. The opposite wall of the test plate is considered isolated using a guard heater that possesses the same dimensions that the test plate. Experimental tests are performed in a apparatus containing fiberglass plates with protruding, square section, aluminum elements. The test plate is positioned in a structure of iron that was projected to allow the angular variation of the plate. The conduction heat transfer through the plate and radiation heat transfer among the surfaces of the protruding were considered. Tests were accomplished varying the power between 30 and 70W for an angular variation between 0° and 60° starting from the vertical position. The investigation shows that it is possible to evaluate Nusselt number as a function of the modified Rayleigh number for inclined and protruding plate through an only correlation, since to component of the gravitational acceleration parallel to the plate it is used in the calculation ofthe modified Rayleigh number / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica