Estudo do comportamento térmico de estores metálicos sob a ação de fluxos de calor radiativos

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo numérico sobre uma lâmina de estore de alumínio recorrendo-se ao programa de CFX ANSYS versão 13.0. Numa primeira fase, o estudo numérico incidiu sobre uma lâmina de estore de alumínio, na sua versão comercial. Construi-se o modelo em CAD (SolidWorks2013) e importou-se para o programa de simulação numérica. Posteriormente introduziram-se alterações estruturais no modelo numérico para potencializar a melhoria do seu comportamento térmico. Para validar os resultados obtidos no estudo numérico, numa segunda fase, foi feita uma validação experimental. Construiu-se um modelo de modo a simular o que ocorre entre um estore e um envidraçado de uma habitação. Após a construção do modelo e termopares, e instrumentar o modelo, os ensaios realizaram-se no terraço do LAI durante o mês de Julho de 2013. Os principais objetivos neste trabalho são o estudo do comportamento térmico das lâminas dos estores metálicos, estudar soluções alternativas que permitam uma melhoria no desempenho térmico dos estores e posteriormente validar experimentalmente os resultados obtidos por simulação numérica. As principais conclusões a retirar deste trabalho são que o modelo em estudo, em termos térmicos, não é tão eficiente como se esperava. O material que constitui o núcleo da lâmina não atua como isolante térmico, visto que a transferência de calor ocorre pelo perfil contínuo de alumínio. Das alternativas consideradas, a que apresenta melhor desempenho térmico, foi a solução onde foi introduzido um corte térmico nos topos da lâmina. Desta forma conseguiu-se uma diferença de temperatura entre a face exterior e interior da lâmina de cerca de 23,7 .

This essay presents a numerical investigation on a roller blind aluminum , using the CFX ANSYS version 13.0 program. Initially, the investigation focused on the item above described, in its commercial version. The model was built in CAD (SolidWorks2013), and it was imported onto the numeral simulation program. Afterwards, structural changes were introduced in the numeric model to increase the performance of its thermal behavior. To authenticate the obtained results, on a second stage, an experimental validation was made. A model was built, so that it would be possible to simulate what occurs in between a roller blind and the glass window of a house. After the model and thermocouples were built, and the model being instrumentalized, tests were made at the terrace of LAI, during the month of July 2013. The main goals of this work are the study of the thermical behaviour of the blades from the metallic blinds, finding alternative solutions that would allow an improvement in the thermical behaviour of the blinds and afterwards validate the obtained results experimentally by numeral simulation. The main conclusions to withdraw from this work are that the model which was studied, in thermal terms, isn’t as efficient as it was expected. The material which constitutes the blade’s core doesn’t act like a thermic insulante, because the heat transfer occurs through the aluminum’s continuous profile. Out of all the alternatives considered, the one who presents a better thermic performance, was the solution where it was introduced a thermical cut on the top of the blades. Because of it, it was achieved a temperature difference between the inner and outer face of the blade around 23,7 .