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Estudo teórico e experimental da transferência de calor durante a condensação e perda de pressão no interior de minicanais para os refrigerantes R1234ze(E) e R32 com reduzido GWP (2017)

  • Authors:
  • Autor USP: SILVA, JAQUELINE DINIZ DA - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SEM
  • Subjects: TRANSFERÊNCIA DE CALOR; TROCADORES DE CALOR
  • Keywords: PERDA DE PRESSÃO; REFRIGERANTE COM POTENCIAL DE AQUECIMENTO GLOBAL REDUZIDO; CONDENSAÇÃO; MINICANAIS
  • Language: Português
  • Abstract: Recentemente, observa-se o crescimento do número de trocadores de calor baseados em microcanais devido a necessidade de transferência de elevadas taxas de calor utilizando dispositivos compactos. Tubos de calor, trocadores de calor compactos para equipamentos eletrônicos e controle térmico de satélites, sistemas de condicionamento de ar para automóveis, escritórios e residências são exemplos de aplicações para condensação em canais de diâmetro reduzido. No entanto, na literatura encontra-se reduzido número de estudos experimentais tratando da condensação no interior de canais com diâmetros inferiores a 3 mm, os quais geralmente envolvem refrigerantes com elevado potencial de aquecimento global (GWP). Neste contexto, o presente estudo apresenta uma revisão crítica da literatura envolvendo critérios de transição entre padrões de escoamento, perda de pressão por atrito e coeficiente de transferência de calor durante a condensação no interior de canais convencionais e de micro-escala (minicanais). Levantou-se resultados para o gradiente de pressão por atrito e coeficiente de transferência de calor em aparato experimental localizado na Universidade de Pádua (Università Degli Studi di Padova) para os fluidos refrigerante R1234ze(E) e R32 (GWP de 550 e 6, respectivamente), temperatura de saturação de 40°C, fluxo de calor até 35 kW/'M POT.2', grau de subresfriamento da parede entre 2 e 10 K, velocidade mássicas entre 55 e 275 kg/'M POT.2's e título de vapor de O a 1. Os dados foram levantados em seção de testes composta por 36 minicanais com diâmetro hidráulico de 1,6 mm e geometria retangular, com o efeito de resfriamento obtido através de água refriada escoando em contra-corrente ao refrigerante. Os dados experimentais levantados para o gradiente de pressão por atrito e o coeficiente de transferência de calor foram comparados com métodos de previsão da literatura,concluindo que as correlações propostas por Jige, Inoue e Koyama (2016) fornecem as melhores previsões. O comportamento do coeficiente de transferência de calor foi analisado com foco nos mecanismos fisicos predominantes durante a condensação. A partir desta análise concluiu-se o predomínio de efeitos de tensão superficial em velocidades mássicas reduzidas e de arrasto em velocidades mássicas elevadas. Este estudo também apresenta uma avaliação comparativa do desempenho dos refrigerantes R1234ze(E) e R32 em relação ao R134a (GWP de 1300) baseada na taxa de transferência de calor por unidade de potência de bombeamento e no potencial de transferencia de calor, conforme o critério proposto por Cavallini et al. (2010). Esta análise revelou o desempenho superior para o refrigerante R32 seguido do R134a, com o R1234ze(E) apresentando o pior resultado, independentemente da velocidade mássica
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 28.04.2017
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      SILVA, Jaqueline Diniz da; RIBATSKI, Gherhardt. Estudo teórico e experimental da transferência de calor durante a condensação e perda de pressão no interior de minicanais para os refrigerantes R1234ze(E) e R32 com reduzido GWP. 2017.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-10112017-133617/pt-br.php >.
    • APA

      Silva, J. D. da, & Ribatski, G. (2017). Estudo teórico e experimental da transferência de calor durante a condensação e perda de pressão no interior de minicanais para os refrigerantes R1234ze(E) e R32 com reduzido GWP. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-10112017-133617/pt-br.php
    • NLM

      Silva JD da, Ribatski G. Estudo teórico e experimental da transferência de calor durante a condensação e perda de pressão no interior de minicanais para os refrigerantes R1234ze(E) e R32 com reduzido GWP [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-10112017-133617/pt-br.php
    • Vancouver

      Silva JD da, Ribatski G. Estudo teórico e experimental da transferência de calor durante a condensação e perda de pressão no interior de minicanais para os refrigerantes R1234ze(E) e R32 com reduzido GWP [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-10112017-133617/pt-br.php


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