HEAT TRANSFER IN NON-NEWTONIAN FLUID FLOW THROUGH AN ABRUPT HIRING

• Main Author: MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO
• Other Authors: PAULO ROBERTO DE SOUZA MENDES
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 1991
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=19071@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=19071@2

CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO === O trabalho analisa a transferência de calor no escoamento de fluidos não-newtonianos através de uma contração abrupta circular de razão 4:1, com temperatura prescrita nas paredes sólidas. O escoamento de fluidos elásticos nesta geometria apresenta uma região de recirculação bem maior que no caso de fluidos Newtonianos. Esta alteração no padrão do escoamento altera significativamente o processo de transferência de calor. O escoamento representa uma boa modelagem do processo de extrusão de líquidos poliméricos. Resolvem-se as equações de conservação de momentum e energia desacopladamente, já que foi adotadas a hipótese de não variação das propriedades do fluido com a temperatura. A relação tensão – taxa de deformação foi feita através de dois modelos constitutivos, Newtoniano generalizado e Maxwell convectado. A hipótese de escoamento lento não foi adotada, como é usualmente feito na literatura da área. Deste modo, analisa-se separadamente a influencia dos efeitos elásticos e inerciais. As equações diferenciais foram integradas numericamente pelo método dos volumes finitos e o aclopamento velocidade\ pressão foi feito através do algoritmo SIMPLE. Pelos resultados obtidos, observa-se a importância da modelagem não newtoniana e da inclusão dos termos inerciais no estudo do escoamento e da transferência de calor no processo de extrusão de polímeros. === It is well known that the flow of a non-Newtonian fluid through a sudden contraction exhibits a vortex in the corner region bigger than the one observed in the corresponding flow of a Newtonian Fluid. This change of pattern of the flow affects significantly the heat transfer at the wall. It was investigated the case og a a 4:1 circular contraction, with uniform temperature distrubuition at the solid walls. This problem represents a first approach for the analysis of the polymeric liquids extrusion process. The flow and temperature field have been obtained from the numerical integration of the conservation equations. To account for the flow dependence of the stress tensor, a generalized Newtonian model and a convected Maxwell model have been employed. The creeping flow hypothesis has not been adopted, so it was possible to analyse the elastic effects and the inertial effects separately. The nuemerical solution have been obtained via a finite-volume method. The results show the importance of the non-Newtonian modeling and of the inclusion of inertial terms in the study of the flow and beat transfer in the polymeric liquids extrusion process.