Convecção natural em placa plana vertical com distribuição não uniforme de temperatura

Orientador : Leonardo Goldstein Jr Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas Resumo: Este trabalho analisa a convecção natural laminar em placa plana vertical sujeita a uma distribuição arbitrária de temperatura. Primeiramente, é feita uma transformação de variáveis nas equações diferenciais parciais que descrevem o fenômeno: conservação da massa, 29 lei de Newton e conservação da energia, reduzindo o sistema para duas equações diferenciais parciais acopladas. Para a solução destas equações, as derivadas em relação a uma das duas variáveis independentes são aproximadas por diferenças finitas, obtendo-se um sistema diferencial ordinário acoplado, que é resolvido por integração numérica pelo método de Adams-Moulton. Como há a necessidade de condições iniciais para a aplicação do método e o problema a ser resolvido é do tipo condição de contorno, são necessárias estimativas iniciais, tendo-se desenvolvido uma metodologia adequada para esta finalidade. Essas estimativas são corrigidas a cada passo da integração pelo método de Nachtsheim & Swigert. Os resultados são apresentados para diversos tipos de distribuição da temperatura na superfície da placa, incluindo-se casos de funções contínuas, com derivadas contínuas ou descontínuas, e de funções com descontinuidade Abstract: A procedure has been developed for the analysis of laminar free convection from a vertical flat plate with an arbitrary temperature distribution. By applying appropriate variable transformation the governing mass conservation, momentum and energy equations are expressed as a set of coupled partial differential equations. This system is solved by approximating the derivatives related to one of the two independent variables finite differences, resulting in a set of coupled ordinary differential equations, that can be integrated by the Adams-Moulton method. An initial condition is necessary to apply this method to the problem, which is a boundary value problem, and a technique for such has been developed. The estimates are corrected at each step by the Nachtsheim & Swigert procedure. Computation can be performed for several temperature distributions, continuous and discontinuous functions being considered with or without discontinuities in their derivatives. Several result are presented and discussed Mestrado Mestre em Engenharia Mecânica