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Dissipação viscosa em meios reológicos

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Resumo:Usou-se o método dos volumes finitos para investigar numericamente a influência da dissipação viscosa na transferência de calor por convecção forçada entre meios reológicos e um cilindro isotérmico. Os escoamentos têm comportamento newtoniano e não newtoniano, são bidimensionais, incompressíveis e permanentes em regime laminar caracterizados pelos números de Reynolds Re = 10 e 40. Os fluidos newtonianos estudados foram o nanofluido Al2O3/metanol com concentrações 0%, 0,05% e 0,25%, e a glicerina. Para estes fluidos considerou-se a massa volúmica (), a condutividade térmica (k), a viscosidade (η) e a capacidade calorífica a pressão constante (cp) dependentes da temperatura. Para os escoamentos não newtonianos usaram-se soluções de carboximetilcelulose de sódio (CMC) em água com concentrações 0,1%, 0,2% 0,4% e 0,6%. As propriedades termofísicas das soluções de CMC são independentes da temperatura e a sua viscosidade descrita pela lei de potência. A influência da dissipação viscosa na transferência de calor foi investigada para diferentes valores dos números de Brinkman (Br), de Prandtl (Pr) e de Péclet (Pe). São apresentados estudos detalhados das linhas isotérmicas em torno do cilindro e dos números de Nusselt médio (Nu) e local (Nu) calculados sobre a superfície do cilindro. No geral, os resultados revelaram que para as condições estudadas, o efeito de Br na transferência de calor no caso do nanofluido (Al2O3/metanol) é desprezável, contudo para a glicerina e para as soluções de CMC não pode ser ignorado. O comportamento reofluidificante das soluções de CMC influencia a dissipação viscosa, o que consequentemente altera o balanço energético entre o escoamento e o cilindro.
Autores principais:Costa, André Ricardo Teixeira
Assunto:Mecânica dos fluidos Hidrodinâmica
Ano:2017
País:Portugal
Tipo de documento:dissertação de mestrado
Tipo de acesso:acesso aberto
Instituição associada:Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Idioma:português
Origem:Repositório da UTAD

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