Simulação do desempenho térmico do evaporador de um FHPHE em fluxo paralelo
DOI:
https://doi.org/10.47385/cadunifoa.v21.n56.5795Palavras-chave:
Trocador de calor, tubos de calor, simulação analítica, desempenho térmico, FHPHE.Resumo
Os resultados apresentados neste trabalho referem-se à análise, estudos e esforços empreendidos pelos alunos da disciplina de Projeto do 7º período do 1º semestre de 2025, do Curso de Engenharia Mecânica do UniFOA. Durante o semestre os alunos trabalharam para obtenção da representação inicial de um trocador de calor de tubos de calor axialmente aletados em fluxo paralelo, com direcionamento e orientação dos professores responsáveis, a partir de concepção inicial previamente definida. Duas concepções do protótipo em discussão foram consideradas satisfatórias, como primeira aproximação do protótipo a ser concretizado. Além da representação do protótipo os alunos obtiveram resultados numéricos e gráficos a partir de simulação analítica associada ao evaporador do trocador de calor. Os resultados obtidos referem-se às grandezas físicas de interesse para análise de desempenho térmico do evaporador. As grandezas físicas obtidas foram a velocidade do ar, o coeficiente global de transferência de calor, o número de unidade térmicas (NTU), o número de Nusselt, a efetividade térmica, a taxa de transferência de calor e a temperatura de saída do ar. Os parâmetros principais utilizados na análise foram o número de tubos de calor, o número de aletas por tubos, a temperatura de saturação do fluido de trabalho (água), a taxa de enchimento do fluido de trabalho, as temperaturas de entrada do ar no evaporador, o comprimento do evaporador e as vazões em massa do ar. O trabalho em análise utilizou como referência, e objeto de comparação, trabalho publicado em periódico internacional sobre sistema de ar-condicionado para salas cirúrgicas, em concepção de fluxo cruzado no evaporador.
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Referências
SUKARNO, R.; PUTRA, N.; HAKIM, I. I.; RACHMAN, F. F.; MAHLIA, T. M. I. Multi-stage heat-pipe heat exchanger for improving energy efficiency of the HVAC system in a hospital operating room. International Journal of Low-Carbon Technologies, v. 16, p. 259–267, 2021. Advance Access publication: 22 jul. 2020. DOI: 10.1093/ijlct/ctaa048
HAKIM, I. I.; SUKARNO, R.; PUTRA, N. Utilization of U-shaped finned heat pipe heat exchanger in energy-efficient HVAC systems. Thermal Science and Engineering Progress, 2021. DOI: 10.1016/j.tsep.2021.100984
BARRAK, A. Heat pipes heat exchanger for HVAC applications. In: Heat Transfer – Design, Experimentation, and Applications. IntechOpen, 2021. DOI: 10.5772/intechopen.95530
GÓRECKI, G.; ŁĘCKI, M.; GUTKOWSKI, A. N.; ANDRZEJEWSKI, D.; WARWAS, B.; KOWALCZYK, M.; ROMANIAK, A. Experimental and numerical study of heat pipe heat exchanger with individually finned heat pipes. Energies, v. 14, p. 5317, 2021. DOI: 10.3390/en14175317
PUTRA, N.; ANGGORO, T.; WINARTA, A. Experimental study of heat pipe heat exchanger in hospital HVAC system for energy conservation. International Journal of Advance Science Engineering Information Technology, v. 7, n. 3, 2017. ISSN: 2088-5334. DOI: 10.18517/ijaseit.7.3.2135
JOUHARA, H.; CHAUHAN, A.; NANNOU, T.; ALMAHMOUD, S.; DELPECH, B.; WROBEL, L. C. Heat pipe based systems – advances and applications. Energy, v. 128, p. 729–754, 2017. DOI: 10.1016/j.energy.2017.04.028
JOUHARA, H.; ALMAHMOUD, S.; BROUGH, D.; GUICHET, V.; DELPECH, B.; CHAUHAN, A.; AHMAD, L.; SEREY, N. Experimental and theoretical investigation of the performance of an air to water multi-pass heat pipe-based heat exchanger. Energy, v. 219, 2021. DOI: 10.1016/j.energy.2020.119624
NOGUEIRA, É. Heat exchangers: analytical modeling and applications. São Paulo: Editora Dialética, 2025. ISBN: 978-65-270-6139-7 (físico), 978-65-270-6140-3 (e-book). DOI: 10.48021/978-65-270-6139-7
NOGUEIRA, É. Thermal performance in heat exchangers by irreversibility, effectiveness, and efficiency concepts using nanofluids. Journal of Engineering Sciences, v. 7, n. 2, p. F1–F7, 2020. DOI: 10.21272/jes.2020.7(2).f1
NOGUEIRA, É. Thermal and viscous irreversibilities in the heat exchanger of individually finned heat pipes using freon R404A as the working fluid. Mechanical Engineering Advances, v. 1, n. 1, p. 132, 2023. DOI: 10.59400/mea.v1i1.132
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