Estudo Numérico de Caminhos Altamente Condutivos em Forma de Y para Arrefecimento de Corpos com Geração de Calor

Abstract

Este estudo numérico utiliza o método Design Construtal para reduzir os pontos quentes de um sistema com geração de calor uniforme por unidade de volume por condução. A ideia é facilitar o acesso do fluxo de calor através de vias de alta condutividade em forma de Y e a sua liberação para o ambiente. O objetivo é o de minimizar a máxima temperatura em excesso adimensional de todo o sistema (materiais de condutividade alta e baixa). A forma do sistema pode variar sujeita à duas restrições: o volume total e o volume das vias de alta condutividade. Os resultados mostram que, para o caso estudado a geometria tende para uma forma de V (isto é o tronco do corpo, sem geração de calor tende a diminuir na direção do dissipador de calor). Os resultados também demonstram a aplicabilidade do Design Construtal para a melhoria do desempenho térmico do sistema, por exemplo, a otimização de dois graus de liberdade ocasiona uma diminuição de 25% na máxima temperatura em excesso adimensional da melhor configuração quando ela é comparada com a pior configuração estudada.