Instabilidade de Taylor-Couette Visando a Transferência de Calor

Abstract

O escoamento de Taylor-Couette é um fenômeno de instabilidade centrífuga caracterizado pela presença de vórtices entre dois cilindros concêntricos, o que afeta o torque exercido entre os cilindros assim como a transferência de calor entre um cilindro e outro. O escoamento foi modelado utilizando o programa Ansys Fluent, que utiliza o método dos volumes finitos, com o método LES. Uma breve comparação entre o método LES e outros métodos foi realizada. Também foram realizadas várias simulações com o objetivo de conhecer o comportamento do escoamento, em respeito a dinâmica e a transferência de calor, em números de Reynolds dife- rentes. Os resultados obtidos foram validados através de experimentos encontrados na literatura, obtendo quantificação da precisão do modelo.

The Taylor-Couette flow is a centrifugal instability phenomenon characterized by the presence of vortices between two concentric cylinders, which affects the torque exerted between the cylinders as well as the heat transfer from one cylinder to another. The flow was modeled using the software Ansys Fluent, which uses the finite volume method, with the LES method. A brief comparison between the LES method and other methods was performed. Various simulations were conducted in order to know the flow behavior in respect to dynamics and the heat transfer at different Reynolds numbers. The results were validated by obtaining quantification of model accuracy with experiments in the literature.