Transferência de calor em nanofluidos: potencialidades e desafios

• Autor(a) principal: Silva, Aylton Carlos Monteiro da
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/3641
• topic: Engenharia química; Nanofluidos; Transmissão de calor; Condutividade térmica

Os nanofluidos apresentam um enorme potencial de aplicações e, embora, de uma forma geral, os domínios das aplicações electrónicas, biomédicas e dos transportes apareçam como os mais associados a esta área, quase todos os domínios específicos da clássica Engenharia Química são potencialmente, por natureza e direito próprios, parte integrante deste grande impulso inovador, desde os processos de adsorção, extracção, controlo de reacções químicas e principalmente simples transferência de calor. Perante isto, e tendo em conta que ainda existe um longo caminho a percorrer para a consolidação desta área, é importante que a “comunidade” de Engenharia Química a encare como um desafio de excelência. Neste sentido, este trabalho fornece um resumo da literatura, mostrando em que ponto se encontra a investigação em transferência de calor em nanofluidos e quais são os principais entraves ao desenvolvimento desta área. Procurou-se igualmente ao longo do trabalho, com recurso à teoria da transferência de calor, propor explicações físicas para certos resultados experimentais que têm sido obtidos. Efectuou-se ainda a comparação do desempenho de um permutador de calor de tubos concêntricos utilizando um fluido convencional, água, e um nanofluido alumina/água (38.4 nm) com uma fracção volúmica de 4%, para diferentes temperaturas. As condições de operação foram as mesmas quer para o fluido convencional quer para o nanofluido. O coeficiente de transferência de calor obtido para os nanofluidos foi superior e, consequentemente, o comprimento do tubo ou a superfície necessária para a transferência de calor para os nanofluidos foi inferior. Com o aumento da temperatura esta diferença tornou-se mais significativa. Apesar da maior viscosidade do nanofluido, o que resultou num valor do número de Reynolds 25% inferior ao do fluido convencional, verificou-se a partir de uma determinada temperatura um valor da queda de pressão inferior para os nanofluidos devido ao menor comprimento do tubo. Para fracções volúmicas de 3, 2 e 1%, o número de Reynolds foi de 18.5, 11.7 e 5% inferior, respectivamente, pelo que apesar da menor condutividade térmica relativamente à suspensão de fracção volúmica de 4%, os resultados obtidos foram melhores.