Análise da magnetohidrodinâmica com transferência de calor em canais de placas paralelas via transformação integral

The main goal of the present work is related to the dynamics of the steady state, incompressible, laminar flow with heat transfer, of an electrically conducting and Newtonian fluid inside a flat parallel-plate channel under the action of an external and uniform magnetic field. For solution of the governing equations, written in the parabolic boundary layer and stream-function formulation, it was employed the hybrid, numericalanalytical, approach known as Generalized Integral Transform Technique (GITT). The flow is sustained by a pressure gradient and the magnetic field is applied in the direction normal to the flow and is assumed that normal magnetic field is kept uniform, remaining larger than any other fields generated in other directions. In order to evaluate the influence of the applied magnetic field on both entrance regions, thermal and hydrodynamic, for this forced convection problem, as well as for validating purposes of the adopted solution methodology, two kinds of channel entry conditions for the velocity field were used: an uniform and an non-MHD parabolic profile. On the other hand, for the thermal problem only an uniform temperature profile at the channel inlet was employed as boundary condition. Along the channel wall, plates are maintained at constant temperature, either equal to or different from each other. Results for the velocity and temperature fields as well as for the main related potentials are produced and compared, for validation purposes, to results reported on literature as function of the main dimensionless governing parameters as Reynolds and Hartman numbers, for typical situations. Finally, in order to illustrate the consistency of the integral transform method, convergence analyses are also effectuated and presented

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

O propósito do estudo desenvolvido nesse trabalho está relacionado com a dinâmica do escoamento incompressível, laminar, em regime permanente, com transferência de calor, de um fluido newtoniano condutor elétrico, no interior de um canal de placas planas paralelas, submetido a um campo magnético externo uniforme. Para a solução das equações de governo, modeladas através da formulação parabólica de camada limite em função corrente, foi empregado o método híbrido, numérico-analítico, conhecido como Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT). O escoamento analisado é sustentando por um gradiente de pressão e assume-se que o campo magnético externo, aplicado na direção normal ao escoamento, permanece uniforme, muito maior do que quaisquer outros campos gerados em outras direções, não sendo, dessa forma, influenciado por nenhum efeito magnético interno. Para avaliar a influência do campo magnético sobre o desenvolvimento térmico e hidrodinâmico desse problema de convecção forçada, e também para fins de validação da metodologia de solução adotada, foram empregados dois tipos de condições de contorno para o campo de velocidade na entrada no canal: perfil uniforme e perfil parabólico do escoamento sem campo magnético completamente desenvolvido. Para o problema térmico, por outro lado, empregou-se apenas o perfil uniforme de temperatura na entrada do canal e considerou-se que as placas se mantém à temperatura constante, iguais ou diferentes uma da outra. Resultados para os campos de velocidade, temperatura e potenciais correlatos são produzidos e comparados aos da literatura em função dos principais parâmetros de governo, a saber, número de Reynolds, número de Hartmann e parâmetro elétrico, para algumas situações típicas. Com o objetivo de ilustrar a consistência da técnica da transformada integral generalizada, análises de convergência são também efetuadas e apresentadas