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Tipo do documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Comparação de aletas de geratrizes não-lineares com aletas piniformes
Título(s) alternativo(s): Comparison of non-linear generating fins with piniform fins
Autor(es): Oliveira, Luís Cruz Gimenes de
Primeiro orientador: Vieira, Luiz Gustavo Martins
Primeiro membro da banca: Malagoni, Ricardo Amâncio
Segundo membro da banca: Palhares, Dayana D’Arc de Fátima
Resumo: As superfícies estendidas, também conhecidas como aletas, são objetos muito importantes e deveras utilizados na indústria em processos nos quais a dissipação de calor e a troca térmica são necessárias. Esses aparatos são empregados em diversos equipamentos como trocadores de calor, caldeiras, tubulações e vários outros equipamentos típicos da indústria química e de alimentos. Todavia, como os cálculos de dissipação de calor através das aletas envolvem múltiplas equações diferenciais, acaba-se por empregar as formas de aletas mais convencionais e mais fáceis de serem projetadas como as piniformes, areolares e planas. Por essas limitações matemáticas, os equipamentos industriais perdem uma gama gigantesca de geometrias que poderiam ser mais eficientes que as aletas de geometrias convencionais. Deste modo, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um estudo detalhado que forneça os dados de dissipação de calor em qualquer ponto da aleta para aletas de diversas formas geométricas, comparando esses dados de dissipação com aqueles obtidos pelas aletas piniformes. Assim, é possível identificar as formas que mais atendem determinadas particularidades de cada processo através da comparação das respostas obtidas e, desta forma, encontrar alternativas que permitam um melhor aproveitamento em termos energéticos e que, por consequência, diminuam os custos operacionais das empresas. A aleta que a mais se destacou pelo aumento da dissipação de calor foi a aleta senoidal de área da seção reta crescente, aumentando a dissipação de calor em 52,8% quando comparada à dissipação alcançada pela aleta piniforme. No entanto, destaca-se um incremento de 333.6% no volume ao compará-la à aleta piniforme, o que resultaria em um aumento relevante nos custos de sua produção. Em contrapartida, destaca-se a aleta quadrática de seção reta crescente que aumentou a dissipação em 34% comparada à dissipação de calor da aleta piniforme, também comparada à aleta piniforme, teve um acrécimo de apenas 14,1% no volume. Portanto seu custo de produção são se distanciaria tanto do custo da aleta piniforme.
Abstract: Extended surfaces, as known as fins, are very important objects for industries during heat transfer and thermal exchange processes. These devices are used in various equipment such as heat exchangers, boilers, pipes and various other typical equipment of the chemical and food industry. However, as heat dissipation through fins calculus involve multiples differential equations, it's better used conventional-form fins that are easier to project like piniform, areolar and flat one. Because of those mathematical difficulties, industrial equipment loses a lot of geometries that can be more effective than conventional-geometry fins. For that reason, this work’s objective is to develop a detailed study that provides heat dissipation data for any point of fins that have many geometric forms, comparing these data to those obtained with piniform fins. In this way it’s possible to prove which form of fin is the best for each process in particular by comparing obtained answers and we can find capable alternatives to minimize operational costs of companies. The most notable fin due to the increase in heat dissipation was the sinusoidal fin of the increasing straight section area, increasing the heat dissipation by 52.8% when compared to the dissipation achieved by the piniform fin. However, there is a 333.6% increase in volume when compared to the piniform fin, which would result in a significant increase in production costs. In contrast, the quadratic fin with increasing straight section, which increased the dissipation by 34% compared to the heat dissipation of the piniform fin, also compared to the piniform fin, had an increase of only 14.1% in volume. Therefore, its production costs are far away from the cost of piniform fin.
Palavras-chave: Aletas
Dissipação de calor
Troca térmica
Superfície estendida
Equação diferencial
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Referência: OLIVEIRA, Luis Cruz Gimenes de. Comparação de aletas de geratrizes não-lineares com aletas piniformes. 2019. 29 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28882
Data de defesa: 2-Jul-2019
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