Analise parametrica de um trocador de calor atraves da simulação numerica

O presente trabalho tem por objetivo determinar numericamente a queda de pressão e o fluxo de calor de um trocador de calor ar-ar utilizado para resfriamento de um ambiente selado que não pode ser contaminado pelo ar externo. Esta análise tem por finalidade otimizar a geometria que maximiza o calor transferido para uma determinada queda de pressão. O trocador é formado por dutos paralelos de seções retangulares com escoamento em contra-corrente no regime turbulento. As duas correntes são separadas por paredes sólidas e lisas. A análise paramétrica é efetuada resolvendo-se equações de conservação da massa, quantidade de movimento e energia, uti1izando o modelo de turbulência K-E padrão e considerando propriedades variáveis. A condução de calor nas paredes sólidas também foi incluída nas simulações. A solução numérica tridimensional é obtida através da discretização das equações de conservação em volumes finitos, sendo empregado um pacote numérico comercial (pHOENICS 3.3). As simulações são realizadas para número de Reynolds entre 8000 e 160000. Os resultados obtidos permitem avaliar o desempenho do trocador de calor para valores especificados da queda de pressão e determinar a geometria que maximiza o calor transferidoThe pressure drop and heat transfer flux on an air-air heat exchanger employed as a cooling device for a closed cavity with heat dissipation are determined numerically. The analysis is further extended to optimize the cross section dimensions to render the maximum heat transfer rate at a given pressure drop. The heat exchanger is of rectangular cross section ducts placed side by side in counter flow turbulent regime. The duct walls are of smooth and flat aluminum. The conservation equations of mass, momentum and energy are solved with the K-B turbulence model using the finite volume code embodied on the PHOENICS 3.3. The heat conduction along the solid walls is considered employing conjugate heat transfer treatment. The simulations are performed for Reynolds number between 8000 and 160000. The pressure drop and heat transfer rate are determined and expressed in terms of dimensionless parameters. The analysis is further advanced determining cross section aspect ratio which gives the maximum heat transfer rate for a given pressure dro