Dimensionamento de um radiador automotivo aletado e análise da influência dos parâmetros geométricos no seu desempenho.

Abstract

Os motores de combustão interna geram grande taxa de calor durante seu funcionamento, sendo que o sistema de arrefecimento é o responsável pela retirada de boa parte do calor. O radiador é o principal equipamento desse sistema, ele garante melhor eficiência do motor e maior vida útil dos componentes. O presente trabalho realiza os cálculos pertinentes ao dimensionamento de um radiador e faz análise da influência de alguns parâmetros geométricos (número de aletas, altura dos tubos, número de tubos e espessura das aletas) no desempenho do equipamento. Todos os cálculos são realizados no software Microsoft Office Excel, onde os dados de entrada foram os parâmetros geométricos e os resultados que demonstram o desempenho do radiador foram o coeficiente global de transferência de calor, Número de Unidades de Transferência (NTU), eficiência global da superfície das aletas, efetividade e taxa de transferência de calor. O trabalho trata de uma revisão bibliográfica e um estudo de caso. Os dados iniciais geométricos e operacionais são retirados de um estudo de caso. O radiador em questão necessita retirar do motor para o ambiente 23kW. Após os cálculos básicos do equipamento comprovou-se a eficácia do mesmo, que retira 38,45kW. Depois foram variados os parâmetros geométricos, e analisado a influência no desempenho final do radiador. Percebe-se que o aumento no número de aletas e espessura das aletas influenciam de maneira positiva, aumentando a taxa de transferência de calor em 61% e 9% respectivamente. Já a altura dos tubos e o número de tubos influenciam de maneira negativa, a diminuição é de 22% e 3%, respectivamente. Conclui-se que o aumento no número de aletas é o parâmetro geométrico mais influente. Com ele acontece um aumento da área de troca térmica na parte externa e um aumento da turbulência do escoamento externo, estas duas mudanças são benéficas para o melhor desempenho do radiador.