Análise teórica versus experimental de um trocador de calor compacto do tipo tubo chato aletado (radiador automotivo)

Autores

  • André Luis do Carmo Aroucha Engenheiro de Produção com ênfase em Mecânica - FAT/UERJ/DENP
  • Fernando Lamim Pereira Engenheiro de Produção com ênfase em Mecânica - FAT/UERJ/DENP
  • Élcio Nogueira Doutor, docente do Centro Universitário de Volta Redonda, UniFOA

DOI:

https://doi.org/10.47385/cadunifoa.v15.n44.2787

Palavras-chave:

Trocadores de calor compactos. Radiadores automotivos. Teoria da efetividade (ε-NUT).

Resumo

Efetua-se uma análise de trocadores de calor compactos, dos tipos utilizados com frequência nas indústrias automotiva e aeronáutica. O trocador de calor compacto do tipo tubos chatos aletados foi analisado em maior profundidade, uma vez que o mesmo é extensamente utilizado em radiadores automotivos, objeto principal do presente trabalho. Um modelo teórico foi desenvolvido para determinação da taxa de transferência de calor e perda de carga para este tipo específico de trocador de calor compacto, através da aplicação da teoria da efetividade (ε-NUT). O radiador analisado é popularmente conhecido como radiador de água e é utilizado em caminhões médios, com capacidades de carga entre 15 e 20 toneladas. O caminhão, por hipótese, não tem turbo compressor, o que implica na ausência de radiador de ar, ou “intercooler”, e o ar que entra pelas aletas o faz à temperatura ambiente. Comparações teórica versus experimental foram efetuadas e resultados obtidos permitem concluir que as simulações realizadas estão consistentes, quando se assumem as hipóteses de entrada definidas como válidas para os experimentos. Critérios de parada para os processos iterativos, para determinação da taxa de transferência de calor e perda de carga, utilizam os dados experimentais disponíveis e necessitam serem refinados, através de expressões empíricas, para melhor caracterização e robustez do procedimento. Há, entretanto, escassez de expressões empíricas na literatura aberta para o tipo de trocador compacto analisado, pois as grandes corporações, construtoras de trocadores de calor compactos, não disponibilizam informações obtidas em seus laboratórios, uma vez que os dados são estratégicos para a sobrevivência.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

André Luis do Carmo Aroucha, Engenheiro de Produção com ênfase em Mecânica - FAT/UERJ/DENP

Aluno do Curso de Engenharia de Produção da Faculdade de Tecnologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Fernando Lamim Pereira, Engenheiro de Produção com ênfase em Mecânica - FAT/UERJ/DENP

Aluno do Curso de Engenharia de Produção da Faculdade de Tecnologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Élcio Nogueira, Doutor, docente do Centro Universitário de Volta Redonda, UniFOA

Faculdade de Tecnologia - FAT/UERJ/DEM

Referências

ALUR, S. Experimental Studies on Plate Fin Heat Exchangers. A Thesis Submitted for Award of Degree of Doctor of Philosophy. Mechanical Engineering Department, National Institute of Technology, Rourkela, 2012.

ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. A. Termodinâmica. AMGH Editora Ltda: Porto Alegre. 2013.

KAKAÇ, S. Boilers, Evaporators, and Condensers. John Wiley & Sons: INC. New York. 1991.

KAKAÇ, S.; LIU, H. Heat Exchangers: selection, rating, and thermal design. 2 ed. CRC Press Book Company. 2002.

KAYS, W. M.; LONDON, A. L. Compact Heat Exchangers. McGraw-Hill: New York. 1984.

KUMAR SARANGI. Mechanical Engineering Department, National Institute of Technology, Rourkela, 2007.

MAZUMDAR, S.; SINGH, R. CFD Studies on Flow Through Compact Heat Exchangers. A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of Requirements for Degree of Bachelor of Technology, under Guidance of Prof. 2010.

NOGUEIRA, E. Escoamento Laminar e Transferência de Calor em Fluidos Imiscíveis sem Estratificação. (Tese) Pós-Graduação do Instituto Tecnológico de Aeronáutica. 1988.

ÖZISIK, M. N. Transferência De Calor: um texto básico. Editora Guanabara Koogan S.A.: Rio de Janeiro. 1990.

PABÓN, N. Y. L. Projeto e Fabricação de um Túnel de Vento e Caracterização Térmica de um Radiador Automotivo. (Dissertação) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2014.

RIBEIRO, L. N. Otimização de Trocadores de Calor Compactos de Aletas Planas através da Análise da Camada Limite. (Dissertação) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Universidade de Taubaté. 2007.

STONE, K. M. Review of Literature on Heat Transfer Enhancement in Compact Heat Exchangers. Air Conditioning and Refrigeration Center, University of Illinois, Urbana, 1996.

Downloads

Publicado

12/17/2020

Edição

Seção

Tecnologia e Engenharias

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)

1 2 > >>