Análise de Condução num Disco de Freio Automotivo
Métodos Computacionais em Engenharia Térmica e Ambiental (EM974A)
Prof. Dr. Eugênio Spanó Rosa
073324 Leandro Rigolo Eguchi
073531 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)] 43,5
Densidade [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 mm
Diâmetro da região de contato 37 mm
com pastilha [Dc]
Distância da região de contato 94,5 mm
até centro do disco [Rc]
Caso de estudo
• Faixas de frenagem
▫
▫
▫
▫
100-0
100-40
100-60
100-80
km/h
km/h
km/h
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
s
OK!
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 qrad/qconv
[km/h]
[%]
100-0
14
100-40
11
100-60
9
100-80
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
Perguntas?