Mecnica
Redação do Site Inovação Tecnológica – 02/09/2025
Projeto biomimtico do trocador de calor de um motor aeronutico a hidrognio.
[Imagem: Chenming Zheng et al. – 10.1063/5.0287964]
Projeto biomimtico
A indstria automotiva vai muito bem na eletrificao dos veculos, mas a eletrificao da aviao ainda tem uma lista de desafios a vencer para viabilizar os avies eltricos de grande porte.
Mas h caminhos alternativos para livrar a aviao da pegada ambiental atual. Por exemplo, as aeronaves podero passar a usar combustveis mais densos em energia, como o hidrognio. A questo que aqui tambm h desafios, como projetar novos motores aeronuticos para converter esse combustvel em empuxo.
Um componente essencial de qualquer motor aeronutico a hidrognio o trocador de calor, um dispositivo que regula o fluxo de energia trmica entre o ar e o combustvel.
Chenming Zheng e colegas da Universidade de Aeronutica e Astronutica de Nanjim, na China, enfrentaram esse desafio usando a biomimtica, a imitao de solues da natureza para problemas similares.
Neste caso, a equipe projetou e testou uma aleta para o trocador de calor de um motor aeronutico inspirando-se na asa de um falco-peregrino.
“O falco-peregrino apresenta as maiores velocidades de voo e mergulho conhecidas entre todas as aves na natureza, e a estrutura aerodinmica nica da sua asa permite baixa resistncia durante o voo,” justificou o professor Wenlei Lian.
Ganhos substanciais
Utilizando modelagem numrica e simulao computacional, a equipe projetou uma aleta utilizando o mesmo formato aerodinmico da asa do falco. As simulaes mostraram que a asa gera fortes vrtices localizados que reduzem a resistncia ao fluxo de ar, mantendo um forte desempenho na transferncia de calor.
O projeto reduziu a queda de presso por unidade de comprimento em at 18,2% e diminuiu o fator de atrito em at 10,7% em escoamentos instveis e turbulentos.
uma melhoria substancial, o que levou os pesquisadores a decidir continuar desenvolvendo e testando novas variaes do projeto em sistemas cada vez mais integrados.
“Na prxima etapa, planejamos construir um sistema experimental de fluxo e transferncia de calor com trocador de calor de microcanais baseado em hidrognio supercrtico,” anunciou Lian. “Com base nisso, prosseguiremos com o projeto e a fabricao de trocadores de calor completos de alto desempenho.”
Bibliografia:
Artigo: Flow and heat transfer performance of hydrogen in printed circuit heat exchanger based on Peregrine Falcon bionic fins
Autores: Chenming Zheng, Zhiwei Wu, Yuanbo Liu, Yimin Li, Wenlei Lian
Revista: Physics of Fluids
DOI: 10.1063/5.0287964
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