Estudo experimental e modelo matemático sobre ebulição em vaso para água destilada e nanofluido de grafeno

• Autor(a) principal: Eder Cesar Dias
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ABYNLA
• topic: Ebulição em vaso; Nanofluido de grafeno; Modelo; Engenharia mecânica

O estudo de diferentes fluidos para serem usados em ebulidores e em vasos de pressão é uma tendência em todo o mundo. Entre os diferentes fluidos estudados, uma classe se destaca: os nanofluidos. Estes fluidos são obtidos de uma dispersão homogênea de nanopartícula em um fluido, por exemplo, a água pura. Esta pesquisa focou no projeto, construção e testes de um aparato experimental, o qual empregou um nanofluido com carbono nanoestruturado (multi-camadas de grafeno) e água pura. O objetivo foi determinar a curva de ebulição em regime de ebulição nucleada, bem como a determinação do coeficiente de transferência de calor neste regime, para uma faixa de temperatura. Um modelo de transferência de calor foi desenvolvido para predizer o perfil de temperatura e o fluxo de calor no sistema. O modelo foi desenvolvido utilizando o software EES (Engineering Equation Solver) e cinco diferentes correlações para o estudo da transferência de calor na ebulição em vaso foram empregadas. A partir dos dados obtidos nos testes, foi possível estimar a curva de ebulição no regime de ebulição nucleada, o coeficiente de transferência de calor e a acurácia do modelo para cada uma das cinco correlações. Constatou-se que a correlação de Forster- Zuber mostrou-se a mais precisa. Nanofluidos foram preparados com a concentração mássica de 0,125%, 0,250%, 0,5% e 1% de partículas de grafeno dissolvidas em água destilada. A utilização de nanofluidos resultaram valores de fluxo de calor de 7% a 19% maiores quando comparados aos da água destilada. O nanofluido com concentração mássica de 0,5% foi o mais eficiente entre as configurações testadas e apresentou a maior transferência de calor,resultando em valores para o coeficiente de transferência de calor de 2% a 10% superiores ao coeficiente obtido para água pura.