[pt] O presente trabalho apresenta o método de varredura de valores iniciais para a solução de problemas não-similares de camada limite, aplicado a uma cunha em convecção mista. É feita uma análise dos efeitos da força de empuxo nas características de transferência de calor e atrito, na superfície da cunha submetida a um escoamento laminar em convecção forçada. Os casos analisados referem-se a temperatura uniforme na superfície e a fluxo de calor uniforme através da superfície.
Apresentam-se resultados numéricos para a placa vertical e a cunha em 120 graus celsius (problema similar), os quais foram comparados com os disponíveis na literatura, apresentando-se excelente concordância. Ainda são apresentados resultados para a cunha em 90 graus celsius e em 180 graus Celsius. Os resultados foram obtidos para o número de Prandtl 0,7 em uma larga faixa do parâmetro de não-similaridade (0 a 100 para temperatura uniforme e 0 a 5 para fluxo de calor uniforme). Em geral, verifica-se que para ambos os casos estudados de condições da superfície, o coeficiente de atrito local e o número de Nusselt local aumentam com o aumento da força de empuxo para o escoamento ajudado e diminuem com o aumento da força de empuxo para o escoamento ajudado e diminuem com o aumento da força de empuxo para o escoamento oposto. Verifica-se também que os efeitos de convecção natural diminuem com o aumento do ângulo da cunha. Compara-se, por fim os resultados de transferência de calor entre os dois casos estudados.
O método possibilita a obtenção de resultados com o uso de um microcomputador PC AT-286 com o co-processador matemático, sem o uso de dupla precisão. As tolerâncias utilizadas para a convergência são as mesmas dos resultados disponíveis na literatura.
Adicionalmente, o tempo computacional necessário para a obtenção das soluções foi bastante reduzido. Para toda a faixa de variação do parâmetro de não-similaridade, o equacionamento utilizado foi o mesmo, baseado em parâmetros de correlação para convecção forçada em uma superfície plana com injeção de massa, com ótima concordância com resultados disponíveis na literatura. / [en] The present work introduces a method for searching initial values, to solve non-similar Boundary Layer problems. The new method has been applied to the problem of mixed convection on a Wedge. An analysis is performed to study the effects of buoyancy force on the heat transfer and friction characteristics of laminar forced convection flow which is either maintained at a uniform temperature or subjected to a uniform temperature or subjected to a uniform heat flux.
Numerical results are presented for Prandtl number of 7,0 over a wide range of values of the buoyancy force parameters (0 to 100 for uniform temperature and 0 to 5 for uniform heat flux). The results for the vertical plate and for the similar wedge (120 graus celsius)
Have been compared with solutions availabein the literature, showing an excellent agreement. In addition, solutions for the 90 degree celsius wedge and for the flat wall (180 degree celsius are also obtained. In general, it is found that for both surface heating conditions, the local friction factor and the local Nusselt number increase with increasing bouyancy force for assisting flow and decrease with inscreasing bouyancy force for opposing flow. Further, the effects of the buoyancy force on these two quantities are found to diminish as the angle of the wedge increases. A comparison is also made of the results beteween the case of uniform wall temperature and the case of uniform surface heat flux.
The method turns possible to obtain results with the use of a microcomputer PC AT-286 with a Math co-processor, discarding the use of double precision. The tolerances for convergence are the same as the results available in the literature. The necessary computacional time to get the solution was greatly reduced. For the entire range of the buoyancy force parameter, the governing equations are the same, based upon forced convection parameters. To illustrate the flexibility of the method, the surface mass trasnfer problem of uniform injection (blowing) in a flat plate under forced cnvection, has been solved and the results compared with the available ones in the literature.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:19598 |
| Date | 04 June 2012 |
| Creators | JOSE VIRIATO COELHO VARGAS |
| Contributors | FRANCISCO EDUARDO MOURAO SABOYA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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