Análise experimental da influência da adição de nanopartículas a água no coeficiente de transferência de calor para escoamentos monofásicos e ebulição convectiva em microcanais (2017)
- Authors:
- Autor USP: MOREIRA, TIAGO AUGUSTO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: ESCOAMENTO MONOFÁSICO; TRANSFERÊNCIA DE CALOR
- Keywords: NANOFLUIDOS; EBULIÇÃO CONVECTIVA; MICROCANAIS
- Language: Português
- Abstract: Dissipadores de calor baseados em microcanais são apresentados como solução para a remoção de fluxos de calor elevados em espaços restritos, pois proporcionam elevados coeficientes de transferência de calor quando comparados a canais convencionais. Tais trocadores também proporcionam elevadas razões entre a área superficial em contato com o refrigerante por unidade de volume do dissipador. Além dos microcanais, a utilização de nanofluidos também se apresenta como tecnologia com potencial de incremento do coeficiente de transferência de calor. Os nanofluidos consistem na adição de nanopartículas a um fluido base visando alterar suas propriedades de transporte termodinâmicas. Neste contexto, o objetivo do presente estudo é avaliar o coeficiente de transferência de calor para escoamentos monofásicos e ebulição convectiva de nanofluidos aquosos no interior de microcanais. Para isto, foram realizados experimentos em canais com diâmetro de 1,1 mm e comprimento de 200 mm para água deionizada, nanofluidos de alumina com diâmetros de 20-30 e 40-80 nm, nanofluidos de dióxido de silício com diâmetros de 15 e 80 nm, e nanofluidos de cobre com diâmetro de 25 nm. Estas soluções foram ensaiadas para concentrações volumétricas da nanopartículas de 0,001, 0,01 e 0,1, velocidades mássicas de 200, 400 e 600 Kg/'M POT.2's e fluxos de calor de 20 a 350 kW/'M POT.2'. A análise dos resultados revelou que a adição de nanopartículas a água deionizada proporciona o incremento do número de Nusselt para escoamentos monofásicos, principalmente na região inicial do tubo. Concluiu-se que os efeitos da adição de nanopartículas a um fluido base no coeficiente de transferência de calor durante a ebulição convectiva estão relacionados ao recobrimento da superfície com uma camada porosa. A deposição de nanopartículas com diâmetro inferior a 30 nm resultou na redução do coeficiente de transferência de calor e dasinstabilidades térmicas do escoamento em relação a água deionizada. O coeficiente de transferência de calor e as instabilidades térmicas não apresentaram variações significativas da deposição de nanopartículas com diâmetro superiora 40 nm. Por meio da análise da textura das superfícies recobertas e do critério de nucleação proposto por Kandlikar et al. (1997) concluiu-se que tal comportamento encontra-se associado aos efeitos do acabamento superficial na densidade de cavidades de nucleação ativas
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos, SP
- Date published: 2017
- Data da defesa: 24.02.2017
-
ABNT
MOREIRA, Tiago Augusto. Análise experimental da influência da adição de nanopartículas a água no coeficiente de transferência de calor para escoamentos monofásicos e ebulição convectiva em microcanais. 2017. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-10032017-091729/. Acesso em: 20 abr. 2024. -
APA
Moreira, T. A. (2017). Análise experimental da influência da adição de nanopartículas a água no coeficiente de transferência de calor para escoamentos monofásicos e ebulição convectiva em microcanais (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos, SP. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-10032017-091729/ -
NLM
Moreira TA. Análise experimental da influência da adição de nanopartículas a água no coeficiente de transferência de calor para escoamentos monofásicos e ebulição convectiva em microcanais [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 20 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-10032017-091729/ -
Vancouver
Moreira TA. Análise experimental da influência da adição de nanopartículas a água no coeficiente de transferência de calor para escoamentos monofásicos e ebulição convectiva em microcanais [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 20 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-10032017-091729/ - Liquid-film thickness measurements during convective condensation of R290 in a horizontal channel
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