SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURA TRANSIENTE EM PLACA TRIDIMENSIONAL NO CHOQUE TÉRMICO Marcelo Matos Martins, José Divo Bressan e Miguel Vaz Junior
Resumo: O presente trabalho trata do modelamento matemático da distribuição de temperatura numa placa durante o resfriamento rápido ou choque térmico, partindo-se de uma elevada temperatura inicial. O choque térmico é um processo que ocorre freqüentemente em processos industriais. No resfriamento, ocorrem grandes gradientes de temperatura que provocam tensões térmicas trativas que podem causar trincas, inutilizando o componente ou produto. Existem muitos critérios práticos para se definir a resistência ao choque térmico, porém, estes critérios são específicos para cada operação industrial e material. O presente trabalho trata do desenvolvimento de um programa computacional, em Fortran, para o cálculo da distribuição de temperatura transiente numa placa retangular tridimensional resfriada rapidamente. As equações foram resolvidas através do método dos volumes finitos, utilizando um balanço de energia em cada tipo de volume de controle, de acordo com as condições nas fronteiras. A solução dos sistemas de equações formados, para cada iteração do tempo, foi o método de Gauss-Seidel com sobre-relaxação. Os resultados gerados no programa computacional para uma placa com temperatura inicial de 1000 oC e resfriada em água a 20 oC são apresentados, comparados e validados pelo método da capacitância global e o método analítico de Lu et al.. A distribuição de temperatura está em boa concordância com os resultados analíticos e experimentais obtidos da literatura para placa de alumínio e cilindro de aço. Mostram-se a distribuição de temperaturas na placa para tempos entre zero e dez segundos e Biot de 1 e 10. Apresentam-se também as curvas de resfriamento da superfície e do centro da placa.
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