Metodologia para análise do coeficiente de transferência de calor em superfícies corrugadas sob jatos incidentes

Abstract

A proposta do presente trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia para determinação do coeficiente de transferência de calor por convecção forçada, sob a forma de jatos incidentes aquecidos em superfícies corrugadas de chapas de espuma rígida de poliuretano, com possibilidades de quantificação do calor transmitido. Foram confeccionadas seis geometrias diferentes, mas com mesma largura e altura de cristas. Paralelamente projetou-se uma estrutura para realização de experimentos com uma condição de circulação de ar quente, com temperatura e velocidade do ar controladas, e outra condição de circulação de ar frio, com temperatura controlada. Utilizando-se o ar quente por convecção forçada os perfis escolhidos, da superfície das placas, foram analisados através de sensores e termografia. Considerou-se regime permanente e transmissão de calor no sentido unidimensional para o estudo. O monitoramento dos ensaios foi realizado através de programa supervisório com leitura de medições de temperatura a cada segundo e com armazenamento final de 14.400 pontos, totalizando quatro horas para cada teste. Com a simulação experimental e com os dados obtidos por informações automatizadas e imagens termográficas, a metodologia desenvolvida pode determinar de forma aproximada o coeficiente de convecção e correlações de Nusselt e Reynolds para diferentes corrugamentos em placas para cinco variações de velocidade de entrada de ar quente.

The purpose of this work is the development of a methodology to determining the heat transfer coefficient by forced convection in the form of incidents jets heated in corrugated surfaces sheets of rigid polyurethane foam with the possibility of quantifying the transmitted heat. They were prepared six different geometry but with the same ridge width and height. At the same time we designed a structure for conducting experiments with a hot air circulation condition with temperature and speed controlled air and other cold air circulation condition with controlled temperature. Using hot air by forced convection of the surface profiles of selected plates were analyzed by sensors and thermography. It was considered steady and heat transfer in one-dimensional direction for the study, monitoring of trials was conducted by supervisory program with reading temperature measurements every second and final storage of 14,400 points, a total of four hours for each test. With the simulation and experimental data from automated thermographic images information and this methodology can determine roughly the convection coefficient and Nusselt correlations and for different Reynolds corrugated plates for five variations in hot air inlet speed.