Estudo da transferência de calor em fluidos não-newtonianos em dutos circulares e não-circulares

Abstract

Sistemas de trocas térmicas são de grande importância na indústria de alimentos. O objetivo principal deste trabalho é fazer uma revisão de correlações para transferência de calor em fluidos não-newtonianos em dutos circulares e não-circulares, que são apresentadas em artigos, e ainda não foram divulgadas adequadamente, e também propor modificações em algumas correlações. As correlações foram comparadas, sempre que possível, com os dados experimentais da literatura para condições de temperatura de parede constante e fluxo de calor constante, e condições de escoamento laminar e turbulento, considerando-se as condições geométricas em dutos circulares e não-circulares. Este trabalho apresenta modificações em correlações já existentes, como para transferência de calor em dutos circulares com temperatura de parede constante e termicamente desenvolvido, e transferência de calor em dutos não-circulares com temperatura de parede constante e termicamente em desenvolvimento, e transferência de calor em dutos não-circulares com fluxo de calor constante e termicamente em desenvolvimento, as modificações propostas neste trabalho apresentam um bom desempenho comparadas com dados experimentais e correlações mais antigas. Através da comparação entre as correlações apresentadas para transferência de fluxo de calor constante e termicamente desenvolvido em dutos circulares, com os dados experimentais, demonstra-se que para este caso a dependência é exclusiva de um único parâmetro, que é o índice de comportamento do escoamento. A análise das correlações para temperatura de parede constante e termicamente em desenvolvimento, com os dados experimentais, demonstram a importância de se levar em consideração o índice de consistência do fluido. A transferência de calor em dutos não-circulares, mesmo sendo dependente de duas dimensões, apresenta correlações simples e as aproximações de correlações de dutos circulares, também apresentaram bons resultados.