CONVECÇÃO NATURAL EM CAVIDADE FECHADA CONCÊNTRICA

Resumo

Esta pesquisa consiste no estudo da transferência de calor em uma cavidade concêntrica quadrada com fluxo bidimensional incompressível, cujo núcleo é aquecido através do efeito de Joule e é resfriado por convecção natural pelo fluido que reside na cavidade concêntrica e pela perda de calor com o ambiente externo. Basicamente, existem dois domínios: o núcleo que é governado pela difusão do calor com fonte interna da dissipação de energia pela dissipação de Joule e a cavidade concêntrica que se enche de um fluido e é caracterizada por convecção natural. Para a cavidade concêntrica, assumimos uma convecção natural turbulenta dada pelo modelo k-ω. As equações governantes em ambos os domínios são resolvidas usando o software ANSYS CFX. As sumimos que nas paredes externas da cavidade há perda de calor constante. A determinação da perda de calor é determinada a partir de correlações existente na literatura que se aplicam às condições fluidodinâmicas e físicas das paredes externas da cavidade. As correlações foram escolhidas de forma a simular uma possível perda de calor por convecção forçada, dessa forma forçamos o balanço de energia para a parede interna da cavidade concêntrica. Como a temperatura interna da cavidade é uma variável desconhecida do problema, temos um procedimento iterativo para obter a solução constante em ambos os domínios. Os resultados são apresentados em termos de isotérmicas, racionalização e fluxo de calor local e médio.