PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
Master's Dissertation 1988

Estabilização da temperatura de dispositivos eletrônicos utilizando material de mudança de fase

Author

Paulo Gilberto de Paula Toro

Advisor

  • Advisor Carlos Lineu de Faria Alves

Concentration Area

Aerodinâmica, Propulsão e Energia

Defense Date

01/05/1988

Thesis Number

000141864

Abstract

No presente trabalho estuda-se o controle da temperatura de dispositivos eletrônicos, dispostos em placas horizontais, utilizando o método de calor latente, em conjunto com a técnica de controle passivo, usando um material de mudanca de fase, n-eicosana, no estado sólido-líquido, como capacitor térmico. O problema no material de mudanca de fase é formulado, supondo que o processo de transferência de calor seja controlado unicamente por condução. A equação de energia é escrita na forma entálpica, evitando a não linearidade causada pela movimentação da fronteira. A equação é válida para as regiões: sólida, de mudança de fase e líquida. A solução do problema é obtida por método numérico, utilizando a técnica de volume de controle, aplicada à equação da energia na forma entálpica. Os coeficientes da equação são funções tanto da posição quanto da temperatura, de forma que o método de solução é itewrativo. O problema do material de mudança de fase é acoplado a um balanço de energia no fluido de transporte, onde o sistema de coordenadas do fluido acompanha o mesmo, existindo portanto uma relação entre as coordenadas espacial e temporal. O problema é adimensionalizado e os resultados são analisados através dos seguites parâmetros: efetividade, NTU, temperatura da parede superior, fluxo de calor na parede inferior, temperatura da parede inferior, temperatura do fluido, massa solidificada, massa liquefeita em mudança de fase liquefeita. A simulação numérica com variação da potência dissipada dos dispositivos eletrônicos, é estudada tanto para regime de escoamento laminar no fluido quanto para regime turbulanto. Além disso, paralelamente, é apresentado uma análise, onde é discutido qual fluido de transporte é mais adequado.

Keywords

Transferência de calor Termodinâmica Física