Constructal design of two T-Shaped assemblies of fins cooling a cylindrical solid body

Abstract

Este artigo considera o design constructal de um corpo cilíndrico sólido arrefecido por duas aletas na forma T. O objetivo é minimizar o máximo excesso de temperatura entre o corpo cilíndrico e sólido a temperatura ambiente. A geração interna de calor é distribuída uniformemente em todo o corpo sólido. As aletas de são banhadas por uma corrente constante, com temperatura ambiente constante e transferência de calor por convecção. As superfícies exteriores do corpo cilíndrico são adiabáticas. O volume total do corpo e o volume total do conjunto de aletas são fixos, mas a espessura e comprimento das aletas podem variar. A geometria otimizada e o desempenho são reportados graficamente como funções da relação entre a espessura e a razão entre os comprimentos das aletas. É também digno de que, quando comparada com uma configuração com um único conjunto de aletas na forma de T a configuração com duas aletas na forma de T realizam aproximadamente 50% melhor o seu desempenho

This paper considers the constructal design of the architecture of two T-shaped assemblies of fins cooling a cylindrical solid body. The objective is to minimize the maximal excess of temperature between the solid cylindrical body and the ambient. Internal heat generating is distributed uniformly throughout the solid body. The assemblies of fins are bathed by a steady stream with constant ambient temperature and convective heat transfer. The outer surfaces of the cylindrical body are adiabatic. The total volume of the body and the total volume of the assembly of fins are fixed, but the thickness and lengths of the fins can vary. The optimized geometry and performance are reported graphically as functions of the ratio between the thicknesses and the ratio between the lengths of the fins. It is also to worth that when compared with a configuration with only one T-shaped assembly of fins the configuration with two T-shaped assembly of fins perform approximately 50% better.