Análise de Condução num Disco de Freio Automotivo

Métodos Computacionais em Engenharia Térmica e Ambiental (EM974A)Prof. Dr. Eugênio Spanó Rosa

073324 Leandro Rigolo Eguchi073531 Murilo Bellatini

Conteúdo• Caso de estudo

▫ Características do disco▫ Faixas de frenagem

• Hipóteses assumidas▫ Quantidade de calor envolvida▫ Modelo da fonte de calor

• Simulação (PHOENICS)▫ Montagem do domínio▫ Convecção

• Resultados• Problema da radiação• Bibliografia

Caso de estudo•Características do disco

Tabela 1. Propriedades termo físicas do disco [1]Material do disco Aço

Condutividade [W/(m*K)] 43,5Densidade [kg/m³] 445

Capacidade térmica [J/(kg*K)] 7850

Tabela 2. Parâmetros dimensionais [1]Diâmetro interno do disco [Di] 132 mm

Diâmetro externo do disco [De] 227 mmDiâmetro da região de contato

com pastilha [Dc]37 mm

Distância da região de contato até centro do disco [Rc]

94,5 mm

Caso de estudo•Faixas de frenagem

▫100-0 km/h▫100-40 km/h▫100-60 km/h▫100-80 km/h

Hipóteses assumidas•Quantidade de calor envolvida

▫Análise em regime transiente▫Condução unidimensional (radial)▫Variação de energia cinética do carro▫Pastilha perfeitamente isolante▫4 discos de freio

Hipóteses assumidas•Modelo da fonte de calor

▫Rotativa▫Modelo proposto: região anular▫Comprovação da validade

Hipóteses assumidas•Comprovação da validade

OK!

s

s

Simulação (PHOENICS)•Montagem do domínio

▫Simetria (superfície adiabática)▫Convecção▫Entrada de calor

Resultados•100-80 km/h

Resultados (todas as faixas)

Resultados•Comparação com bibliografia (100-0

km/h)

Problema da Radiação•Modelo de radiação IMMERSOL•Resultados aparentemente bons•Válido?•Suposições: radiação superestimada

▫Emissividade constante▫Ts = Tmáx

Velocidade[km/h]

qrad/qconv[%]

100-0 14100-40 11100-60 9100-80 7

Radiação (Resultados: 100-0 km/h)

sem radiação com radiação

Bibliografia• INCROPERA, F.P. e DEWITT, D.P., Fundamentos de

transferência de Calor e Massa, Ed. LTC-Livros Técnicos e Científicos, 5a. Edição, 2003.

• TALATI, F.; JALALIFAR, S.. Analysis of heat conduction in a disk brake system. 27/01/2009

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