[pt] Trocadores de calor consistindo de tubos aletados são largamente aplicados em sistemas de ar condicionado, aquecedores de ar, radiadores, etc.
No presente trabalho é executada uma análise bidimensional da aleta, utilizando-se coeficientes de troca de calor locais, para a obtenção de sua distribuição de temperatura, eficiência e da distribuição da temperatura da corrente de ar ao longo da aleta, em trocadores de calor de tubos elípticos, de excentricidade 0,5 e 0,65 e com uma e duas fileiras, para diversos números de Reynolds.
Através da analogia entre transferência de massa e de calor, os coeficientes locais de troca de massa obtidos por Ximenes[1] foram transformados em coeficientes de troca de calor.
Novos resultados numéricos de eficiência de aleta para trocadores de calor de tubos elípticos foram comparados com aqueles para trocadores de calor de tubos circulares e a comparação revelou que o arranjo com tubos elípticos é superior ao arranjo com tubos circulares. Esta é uma conclusão positiva, porque o uso de tubos elípticos pode reduzir consideravelmente a queda de pressão, devido a sua melhor configuração aerodinâmica, o que, associado à comparação anterior, mostra que os trocadores de calor de tubos elípticos podem apresentar desempenho bastante superior aos convencionais trocadores de tubos cilíndricos.
A comparação entre o uso de coeficientes médios de troca de calor para aletas isotérmicas e coeficientes locais para o cálculo da eficiência de aleta evidenciou que a utilização de coeficientes médios é uma hipótese muito boa, pois o erro relativo entre os dois resultados foi menor do que 7,52 por cento, nos casos analisados.
Com a eficiência da aleta e com os números de nusselt médios de aletas isotérmicas é possível calcular a taxa real de transferência de calor dos trocadores de calor nas diversas configurações analisadas neste trabalho. / [en] Heat exchangers consisting of tubes and plate fins have many engineering applications such as air conditioning systems, air heaters, radiators, etc.
In the present work it is performed a two-dimensional heat trasnfer analysis of the heat exchangers, using the local heat coefficients, in order to obtain the plate fin temperature distribuition, the fin efficiency and the air bulk temperature distribuition along the free stream. Two arrangements were tested, one-row and two-row elliptical tubes and plate fin heat exchangers of eccentricity 0.5 and 0.65, for several Reynolds numbers.
The analogy between the processes of heat and mass trasnfer was invoked to transform the local mass trasnfer coefficients measured by Ximenes [1] in to local heat trasnfer coefficients.
Novel numerical results of the fin efficiency elliptical tubes and plates fin hear exchangers were compared with existing data for circular tubes and plate fin heat exchangers [3] and this comparison has shown that the elliptical tubes configuration is better than circular tubes configuration, from the heat transfer point of wiew. This is a important conslusion because the use of elliptical tubes would reduce dramatically the drag force, owing to the aerodynamical configuration, which, in addition to the preceding comparison, shows that the elliptical heat exchangers have the potential to deliver a performance greater than the conventional circular tubes heat exchangers.
The comparison netween the use of average heat transfer coefficients for isothermal fins and local coefficients to obtain the fin efficiency revealed that the use of average coefficients is a very good hypothesis, because the relative error between the two results was less than 7.52 por cento for all cases analyzed.
With the fin efficiency and the average Nusselt numbers for isothermal fins it is possible to obtain the actual heat trasnfer rate of the heat exchangers analyzed in this work.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:19478 |
| Date | 25 April 2012 |
| Creators | LUIZ ALBERTO DE OLIVEIRA ROCHA |
| Contributors | FRANCISCO EDUARDO MOURAO SABOYA, FRANCISCO EDUARDO MOURAO SABOYA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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