Uso combinado do software comercial CFX e técnicas de problemas inversos em transferência de calor

Abstract

Transferência de calor é um fenômeno muito importante que está presente em diversos processos e atividades da engenharia. Devido à sempre crescente demanda por eficiência energética, é vital conhecer e mensurar as temperaturas e fluxos de calor envolvidos nestes processos, a fim de torná-los cada vez mais eficientes. Entretanto, por várias razões, nem sempre é possível medir essas grandezas diretamente nas superfícies em contato com o calor. Resta então, estimá-las através da medição das temperaturas em regiões de acesso. No presente trabalho propõe-se uma metodologia para estimação do fluxo de calor e da distribuição de temperatura nestas superfícies de difícil acesso. Neste sentido, uma maneira de estimar o fluxo de calor e a temperatura na região de interesse é através do uso de técnicas de Problemas Inversos. Problemas Inversos possuem aplicações relevantes em várias áreas de atuação humana, com destaque especial para a engenharia. Assim, as técnicas de Problemas Inversos Função Especificada, Gradiente Conjugado são usadas em conjunto com o software comercial ANSYS CFX® para estimar o fluxo de calor e a temperatura na região de aquecimento. A metodologia aqui proposta é validada em modelos térmicos uni e tridimensionais, sujeitos a condução de calor em regime transiente. Ensaios experimentais foram realizados, para fornecer dados de temperatura e fluxo de calor, utilizando amostras de aço inox AISI 304, tanto para o modelo unidimensional quanto para o tridimensional.