RESUMO

No estudo de trocadores de calor em sistemas de refrigeração e ar condicionado, a geada é um evento que geralmente se pretende evitar. O estudo das equações governantes de um sistema físico é uma ferramenta confiável para prever o comportamento de um fenômeno como esse, mas acaba sendo altamente dependente da metodologia envolvida para seu sucesso. Com o surgimento de diversas alternativas para a resolução de problemas de mecânica dos fluidos, devido ao caráter não-linear das equações da continuidade e de Navier-Stokes, a escolha do método torna-se de grande importância no estudo, envolvendo variáveis como o tempo computacional, grau de convergência e precisão dos resultados. Além disso, a simulação de fenômenos através de técnicas de Dinâmica dos Fluidos Computacional tem se mostrado uma forma bastante eficiente e barata, se comparada a métodos experimentais, ganhando espaço na atualidade. Em uma primeira etapa desse estudo, é feito um estudo do método a ser implementado (neste caso, o PRIME) em uma situação de geometria mais simplificada, a fim de validá-la antes de incorporada ao problema original. A forma como o método PRIME é apresentado na bibliografia o torna forte candidato a ferramenta mais eficiente na resolução de problemas desse tipo, pois não depende de uma correção da pressão a cada iteração, realizando isso de forma implícita. A escolha do problema da cavidade deve-se principalmente à alta difusão de estudos desse caso na bibliografia, permitindo uma validação mais precisa. Comparados a um estudo realizado em um problema de mesma geometria, mas com metodologia diferente, os resultados da implementação nesse trabalho demonstraram a alta capacidade do algoritmo PRIME para acoplamento do par pressão-velocidade com precisão relativamente elevada e formulações enxutas. Seguindo a validação do método, a resolução de equações adicionais, como a da conservação da energia e do escoamento em meios porosos (equação de Darcy), permitem o estudo detalhado do fenômeno da nucleação da geada em superfícies controladas, foco principal desse projeto.

Palavras-chave: Geada, Evaporador, PRIME