Abstract

BELHOCINE, Ali  and  WAN OMAR, Wan Zaidi. Solução de semelhança e método de Runge Kutta para um modelo de camada limite térmica na região de entrada de um tubo circular: A Aproximação Lévêque. Rev. Cient. [online]. 2018, n.31, pp.6-18. ISSN 0124-2253.  https://doi.org/10.14483/23448350.12506.

Na região da entrada térmica, desenvolve-se uma camada limite térmica e também alcança o centro do tubo circular. A região totalmente desenvolvida é a zona em que o fluxo é hidrodinâmico e termicamente desenvolvido. O fluxo de calor será maior perto da entrada porque o coeficiente de transferência de calor é mais alto na entrada do tubo onde a espessura da camada limite térmica é zero e diminui gradualmente para o valor totalmente desenvolvido. Neste artigo, os pressupostos implícitos na aproximação de Leveque são reexaminados e a solução analítica do problema com condições de contorno adicionais, para o campo de temperatura e a espessura da camada limite através do tubo longo é apresentada. Ao definir uma variável de similaridade, as equações governantes são reduzidas a uma equação sem dimensão com uma solução analítica na região de entrada. Este relatório fornece justificativa para a variável de similaridade através da análise de escala, detalha o processo de conversão para uma forma de similaridade e apresenta uma solução de similaridade. As soluções analíticas são então verificadas em relação à programação de solução numérica pelo código Fortran obtido através do método Runge-Kutta de quarta ordem (RK4). Finalmente, outros resultados térmicos importantes obtidos a partir desta análise, tais como; O número aproximado de Nusselt na região de entrada térmica foi discutido em detalhes.

Keywords : Região de entrada térmica; camada limite térmica; variáveis sem dimensões; temperatura; número Nusselt; método Runge-Kutta.

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