Abstract
<div><p class="SPabstract">O presente trabalho utiliza o método <em>Constructal Design</em> no estudo numérico da configuração geométrica de um material de alta condutividade térmica em forma de "T" que minimiza a resistência ao fluxo de calor, uma vez que as áreas ocupadas pelos materiais de alta e baixa condutividade são mantidas constantes. Para a solução numérica da equação da difusão do calor foi utilizado o método de elementos finitos (FEM), mais especificamente a ferramenta PDETOOL (<em>Partial Differential Equations Tool</em>) do software MATLAB. O objetivo deste trabalho é a minimização da resistência térmica do sistema gerador de calor, com baixa condutividade térmica, através da inserção de uma via em formato de "T", cujo material possui alta condutividade térmica e volume constante, sendo variáveis as dimensões correspondentes ao ramos simples e bifurcados. A geometria ótima deste material foi aquela que conduziu para a menor resistência térmica. Os resultados mostram que a geometria ótima conduz a uma diminuição da temperatura máxima mínima em aproximadamente 33% em relação a uma geometria não otimizada. Finalmente, o presente trabalho mostrou que a geometria ótima é aquela que melhor distribui as imperfeições, ou seja, os pontos quentes (pontos de temperatura máxima), o que vai ao encontro do princípio <em>Constructal</em> da ótima distribuição das imperfeições.</p></div>
Highlights
O presente trabalho utiliza o método Constructal Design no estudo numérico da configuração geométrica de um material de alta condutividade térmica em forma de "T" que minimiza a resistência ao fluxo de calor, uma vez que as áreas ocupadas pelos materiais de alta e baixa condutividade são mantidas constantes
This work uses the Constructal Design method in the numerical study of geometric configuration of a Tshaped material of high thermal conductivity which minimizes the resistance of heat flux, since the areas occupied by the materials of high and low conductivity are kept constant
The objective is to minimize the thermal resistance of the heat generating system, with low thermal conductivity, by inserting a T-shaped pathway, whose material has high thermal conductivity and constant volume, being the dimensions of single and bifurcated branches free to vary
Summary
O aprimoramento crescente da tecnologia, da indústria moderna e a importância no aperfeiçoamento das técnicas de transferência do calor ganhou espaço significativo no desenvolvimento da engenharia nas áreas da eletromecânica, eletroeletrônica e biomecânica. No trabalho de [5] foi aplicado Constructal Design para descobrir a configuração que facilita a troca térmica através de vias em formas de "X" de um material de alta condutividade térmica incorporado em um solido retangular com geração de calor de baixa condutividade térmica. O objetivo deste trabalho é a minimização da resistência térmica global, entre o sistema estudado e o meio externo, através da variação geométrica de um material de alta condutividade térmica em forma de "T" inserido em um sólido de baixa condutividade térmica empregando o método Constructal Design. Essa proposta de trabalho contribuiu com a geração de resultados preliminares que servirão de base para a continuidade deste estudo, onde serão comparadas diferentes propostas de condutividade térmica para a geometria em forma de "T" com a área total ocupada por esta geometria inserida no sólido de baixa condutividade térmica
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