Estudo Numérico sobre o Fluxo de Despertar de Tubo Curvo Afetando o Desempenho Térmico de um Tubo a Jusante em Escoamento Cruzado de Ar

RESUMO Um estudo numérico tridimensional foi realizado para investigar o desempenho térmico e a interação do rastro de diferentes combinações de um tubo curvo a montante e um tubo reto a jusante em arranjo em tandem em escoamento cruzado de ar a um número de Reynolds de 35.000. A razão de curvatura do tubo a montante, a configuração do tubo, ou seja, côncava e convexa, e a razão de passo entre os tubos foram as variáveis independentes, enquanto as estruturas de fluxo resultantes, padrões de interferência do rastro, números de Nusselt locais e médios, e o Fator de Bondade foram avaliados como métricas de desempenho dependentes. O objetivo principal foi avaliar a influência de parâmetros geométricos e de fluxo na melhoria da transferência de calor, que é utilizada em trocadores de calor compactos para aplicações de fabricação de alimentos. A razão de curvatura de tubos curvos e a razão de passo variaram de (0,5 a 1,5) e (1,5 a 4,0), respectivamente; resultando em diferentes combinações de tubos curvos-reto. Os resultados ilustram diferentes regimes de fluxo com base em diferentes razões de passo e identificam que a maioria das combinações de tubos curvos e retos resulta em uma transferência de calor aprimorada, com a maior parte do calor transferido pela porção frontal do tubo. Para mesma RP e RC, o estudo revela que as curvaturas convexas são mais eficazes na transferência de calor em comparação com as côncavas. A maioria das combinações tem um Fator de Bondade maior que a unidade, o que mostra que o desempenho térmico da combinação de tubos supera a penalidade hidráulica.