CONEM 2012-0938

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CONEM 2012-0938

  1. 1. CONEM2012-0938Caracterização dos Parâmetros Físicos no Desempenho de Jatos Sintéticos Matheus Vicenzo Lehnen1 (matheusvicenzo@gmail.com) Conrad Yuan Yuen Lee1 (conrady@unisinos.br) 1Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS) São Leopoldo/RS, Av. Unisinos, 950, Bairro Cristo Rei, CEP: 93.022-000 Apresentado por: Matheus Vicenzo Lehnen
  2. 2. 1. INTRODUÇÃO UM PROBLEMA ATUAL Figura 1 - Tamanho dos Microprocessadores. Fonte: Ohadi (2003).
  3. 3. SOLUÇÃO: JATOS SINTÉTICOS Figura 2: Esquema de formação do jato sintético. Fonte: Smith e Glezer (1998).
  4. 4. JATO SINTÉTICO vs. JATO CONTÍNUO Figura 3: Esquema de formação do jato contínuo. Fonte: Smith e Glezer (1998) e Smith e Swith (2003).
  5. 5. 2. OBJETIVOCARACTERIZAR O EFEITO DA VARIAÇÃO DOS PARÂMETROSGEOMÉTRICOS NA FORMAÇÃO DO JATO Profundidade da Cavidade. Formato do Orifício. Espessura da placa do Orifício. Figura 4: Desenho esquemático da geometria. Fonte: Smith e Glezer (1998).
  6. 6. 3. VALIDAÇÃOVELOCIDADE LONGITUDINAL MÉDIA DO JATO Figura 5: Velocidade longitudinal média na linha central. Fonte: Elaborado pelo autor.
  7. 7. 3. VALIDAÇÃOLARGURA MÉDIA DO JATO Figura 6: Largura média do jato. Fonte: Elaborado pelo autor.
  8. 8. 3. VALIDAÇÃO PERFIL DE VELOCIDADE LONGITUDINAL MÉDIAFigura 7: Perfil de velocidade média longitudinal segundo o afastamento transversal da linha de centro do jato. Fonte: Elaborado pelo autor.
  9. 9. 4. RESULTADOS PROFUNDIDADE DA CAVIDADEFigura 8: Velocidade central de jato nas geometrias com orifício retangular, com diferentes alturas de cavidade. Fonte: Elaborado pelo autor.
  10. 10. 4. RESULTADOS PROFUNDIDADE DA CAVIDADEFigura 9: Largura média do jato nas geometrias com orifício retangular, com diferentes alturas de cavidade. Fonte: Elaborado pelo autor.
  11. 11. 4. RESULTADOSPROFUNDIDADE DA CAVIDADE Figura 10: Contornos de magnitude da vorticidade média normalizada para uma cavidade profunda e uma rasa. Fonte: Elaborado pelo autor.
  12. 12. 4. RESULTADOS FORMATO DO BOCALFigura 11: Velocidade central de jato na geometria com orifício retangular e com orifício em corte de 45º. Fonte: Elaborado pelo autor.
  13. 13. 4. RESULTADOS FORMATO DO BOCALFigura 12: Largura média do jato na geometria com orifício retangular, com orifício em corte de 45º. Fonte: Elaborado pelo autor.
  14. 14. 4. RESULTADOS FORMATO DO BOCAL Figura 13: Contornos de velocidade longitudinal média normalizada. Figura 14: Média temporal da componente vetorial da velocidade nasOrifício retangular (lado esquerdo) e orifício em corte de 45º (lado direito). direções x e y. Orifício retangular (lado esquerdo) e orifício em corte de 45º (lado direito). Fonte: Elaborado pelo autor. Fonte: Elaborado pelo autor.
  15. 15. 4. RESULTADOS ESPESSURA DA PLACA DO ORIFÍCIOFigura 15: Velocidade central do jato na geometria com espessura de placa do orifício mais fina e mais espessa. Fonte: Elaborado pelo autor.
  16. 16. 4. RESULTADOS ESPESSURA DA PLACA DO ORIFÍCIOFigura 16: Largura média do jato nas geometrias com espessura de placa do orifício mais fina e mais espessa. Fonte: Elaborado pelo autor.
  17. 17. 4. RESULTADOS FORMATO DO BOCALFigura 17: Contornos de velocidade longitudinal média normalizada. Placa de Figura 18: Média temporal da componente vetorial da velocidade nas espessura espessa (lado esquerdo) e placa de espessura fina (lado direito). direções x e y. Placa de espessura espessa (lado esquerdo) e placa de espessura fina (lado direito). Fonte: Elaborado pelo autor. Fonte: Elaborado pelo autor.
  18. 18. 5. CONCLUSÕESPROFUNDIDADE DA CAVIDADE: Para cavidades extremamente rasas. Aumento no perfil de velocidade. Aumento na largura do jato. Fator geométrico de maior importância na formação do jato. Representação necessária para a precisão da simulação numérica.FORMATO DO GARGALO E ESPESSURA DA PLACA DO ORIFÍCIO: Alterações substanciais apenas no perfil de velocidade. Condições de gerar ótimos resultados na transferência de calor.JATOS SINTÉTICOS: Acredita-se que podem, num futuro próximo, substituir os coolers de processadores em notebooks.ESTUDOS ADICIONAIS: Estudo térmico. Jatos tridimensionais. Jatos de orifício circular.
  19. 19. 6. BIBLIOGRAFIA ILUSTRAÇÕES• LEE, C.Y.; GOLDSTEIN, D.B. Two-dimensional synthetic jet simulation. AIAA Fluids Meet. 2000- 0406, Denver, Colo. 2002.• OHADI, M. In: ADVANCED LIQUID COOLING, 2003. Thermal Management of Next Generation Low Volume Complex Electronics. Scottsdale, Az. CALCE Summary Report C03-14, 2003.• SMITH, B. L.; GLEZER, A. The formation and evolution of synthetic jets. Phys Fluids, v. 10, n. 9, p. 2281-2297, 1998.• SMITH, B. L.; SWIFT, G. W. A comparison between synthetic jets and continuous jets. Experiments in Fluids, v. 34, p. 467-472, 2003.
  20. 20. 6. AGRADECIMENTOS Ao professor Dr. Conrad Yuan Yuen Lee, orientador deste trabalho, pelosseus conhecimentos a mim transmitidos, sua paciência e dedicação, sua atençãoe boa vontade. Aos demais professores do Programa de Pós-Graduação em EngenhariaMecânica da Unisinos, que nestes dois anos muito me ensinaram e influenciaramcom o seu grande conhecimento. À Fundação Pe. Milton Valente pela bolsa de estudos em nível de Mestrado À Unidade Acadêmica de Pesquisa e Pós-Graduação da Unisinos pordisponibilizar computadores e licenças do ANSYS CFX para este estudo. Ao Dr. Amit Agrawal, do Indian Institute of Technology Bombay, por seusesclarecimentos em relação a simulações de jatos sintéticos. A meus pais e minha namorada, pelo suporte, dedicação e compreensão.

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