Análise Numérica da Transferência de Calor em um Dissipador de Calor Aletado sob Condições de Resfriamento por Convecção Forçada

Abstract

Neste trabalho foi realizada uma análise numérica da transferência de calor em um dissipador de calor aletado, de alumínio, sob condições de aquecimento discreto e resfriamento por convecção forçada de ar atmosférico, em um canal quadrado horizontal. As equações governantes com suas condições de contorno foram resolvidas numericamente pelo Método dos Volumes de Controle, através do software ANSYS/Icepak 18.0. Após um estudo de refinamento de malha computacional, os resultados numéricos foram obtidos com uma malha 3D não-uniforme contendo 2.600.880 volumes de controle. Esta malha computacional foi mais concentrada nas regiões próximas às interfaces sólido-fluido, devido aos maiores gradientes das variáveis primitivas. As propriedades termofísicas do fluido e do sólido foram obtidas do software EES. Na faixa de investigação do número de Reynolds, de 7.500 até 23.000, o escoamento forçado sob o dissipador de calor aletado era turbulento. A temperatura média de operação, a queda de pressão, o fator de atrito e o número de Nusselt médio, foram apresentados e comparados, quando possível, com resultados experimentais.