Análise Experimental da Influência dos Parâmetros Geométricos de Dissipadores na Convecção Natural.

Abstract

Dissipadores de calor geralmente são feitos de alumínio ou cobre e objetivam a maximização da transferência de calor. Dissipadores são utilizados em diversos equipamentos, principalmente eletrônicos. A cada ano estes componentes eletrônicos se tornam mais compactos e potentes, necessitando de novos dissipadores que os mantenham em temperaturas operacionais. Neste trabalho estudou-se a transferência de calor por convecção natural em regime permanente, em dissipadores com aletas planas retangulares, posicionados tanto na vertical quanto na horizontal. A parcela de transferência de calor perdida por radiação também foi considerada. Várias análises experimentais foram realizadas para determinar o número ideal e o melhor posicionamento dos sensores utilizados para medir a temperatura nos dissipadores. Estas análises confirmaram uma distribuição praticamente uniforme de temperatura no dissipador, o que possibilitou o uso de termopares apenas na sua região central. Foram projetados 12 dissipadores diferentes para que se estudasse a forma com que seus parâmetros geométricos como altura, espaçamento e espessura das aletas, influenciam na transferência de calor por convecção. Além desse estudo, neste trabalho são propostas duas correlações para a transferência de calor por convecção usando os parâmetros adimensionais Nusselt e Rayleigh. Estas correlações foram obtidas através dos resultados experimentais adquiridos para os 12 dissipadores, posicionados na vertical e na horizontal, para faixas de temperaturas de 20 °C a 100 °C. Ainda foram feitos estudos para identificar qual dissipador entre os 12 avaliados conseguiu retirar a maior quantidade de calor para determinada faixa de temperatura. Os resultados encontrados também foram comparados com resultados obtidos a partir de correlações empíricas encontradas na literatura.