Portal de Eventos Científicos da UTFPR (EVIN), XXV Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica da UTFPR

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Simulação numérica da convecção natural em cavidade preenchida com meio poroso heterogêneo aquecida por baixo
João Victor Cardoso, Silvio Luiz de Mello Junqueira, Allan Pais de Camargo

Última alteração: 2020-11-04

Resumo


Os fenômenos de transporte em meios porosos dependem de propriedades como a porosidade, a permeabilidade e a condutividade térmica, as quais são fortemente influenciadas pela interface sólido-fluido. Nesse trabalho, propõe-se simular numericamente a convecção natural em cavidade preenchida com meio poroso heterogêneo idealizado como bloco sólido, quadrado e condutor de calor, reproduzindo resultados disponíveis na literatura. A cavidade é aquecida por baixo, estabelecendo-se regime de transferência de calor por convecção, sendo analisada a influência da variação do número de Rayleigh, Ra=(103, 104, 105, 106), e da razão de condutividade térmica sólido-fluido, K=(0,1; 1; 50). As equações de conservação da massa, quantidade de movimento e energia são aplicadas separadamente em cada domínio (sólido e fluido) com condições de contorno de acoplamento térmico prescritas nas superfícies do bloco. As equações são solucionadas através do Método dos Volumes Finitos fazendo uso do programa comercial Ansys Fluent. Resultados apresentados em função do número de Nusselt local e médio, ambos computados na superfície aquecida, demonstram a intensificação da transferência de calor com o aumento do Rayleigh. A influência do K torna-se significativa à medida que o Ra é reduzido, caracterizando preponderância da difusão de calor.


Palavras-chave


Convecção natural; meio poroso heterogêneo; simulação numérica

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