Obtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potência

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Munaro, Mayara Regina
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/47124
Resumo: Orientador: Prof. Dr.Edemir Luiz Kowalski
id UFPR_528b941a8f1842be5079431363389aff
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/47124
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str 308
spelling Motta, Heloisa Nunes daUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPEKowalski, Edemir LuizMunaro, Mayara Regina2024-05-23T18:27:21Z2024-05-23T18:27:21Z2017https://hdl.handle.net/1884/47124Orientador: Prof. Dr.Edemir Luiz KowalskiCoorientadora: Profª. Drª. Heloisa Nunes da MottaDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais. Defesa: Curitiba, 21/02/2017Inclui referênciasResumo: Os transformadores de potência são elementos fundamentais, de alto custo e estão presentes desde a geração até a distribuição de energia elétrica. A confiabilidade e a vida útil desses equipamentos dependem da preservação do seu sistema de isolamento elétrico interno, constituído por um fluido e uma isolação sólida, que apresenta degradação ao longo do tempo devido ao calor interno gerado. O óleo isolante possui a dupla função de isolar e refrigerar esse sistema, mas a sua baixa condutividade térmica implica em transformadores maiores para a dissipação do calor com o meio. A presente pesquisa teve como objetivo obter um fluido nanoaditivado com elevada condutividade térmica sem comprometer as propriedades de isolação elétrica para aplicação em transformadores de potência. Nanolamelas bidimensionais (2D) de nitreto de boro hexagonal (h-BN) foram obtidas por diferentes parâmetros da técnica de esfoliação líquida em solvente e dispersas em óleo vegetal. Nanotubos de nitreto de boro e nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) também foram usados como aditivos no óleo em diferentes concentrações, visando a comparação do desempenho de diferentes nanopartículas para a melhoria das propriedades do fluido base. O uso de ácido oleico como surfactante foi avaliado nas propriedades térmicas e na estabilidade dos nanofluidos obtidos. A eficiência das rotas da técnica de esfoliação líquida foi avaliada por difração de raios X, espectroscopia Raman e UV-Vis, microscopias eletrônicas de Varredura e Transmissão (MEV e MET). Foi proposto um processo de esfoliação otimizado com a dispersão de h-BN em uma mistura de solventes (20% IPA em água) durante 3 h no ultrassom, seguido de centrifugação à 1500 ou 3000 rpm. As formulações de nanofluidos foram caracterizadas por ensaios de condutividade e difusividade térmica, calorimetria exploratória de varredura (DSC), imagens de MET das dispersões em óleo e espectroscopia dielétrica por impedância no domínio da frequência. A nanoaditivação não apresentou mudança significativa na morfologia e nas propriedades térmicas dos fluidos. Em relação às propriedades dielétricas, foi observado aumento no fator de dissipação, principalmente nos nanofluidos aditivados com nanotubos de nitreto de boro. Supõe-se que garantir a suspensão e a estabilidade das nanopartículas no óleo seja crucial para a melhora e manutenção das propriedades térmicas e dielétricas dos nanofluidos.Abstract: Power transformers are key elements of high cost and are present from generation to distribution of electricity. The reliability and useful life of these equipment depends on the preservation of its internal electrical insulation system, consisting of a fluid and a solid insulation, which presents degradation over time due to internal heat generated. The insulating oil has the dual function of isolating and cooling this system, but its low thermal conductivity implies larger transformers for heat dissipation to the environment. The present research had as objective to obtain a nanofilled fluid with high thermal conductivity without compromising the properties of electrical insulation for application in power transformers. Two-dimensional (2D) nanosheets of hexagonal boron nitride (h-BN) were obtained by different parameters of the liquid exfoliation technique in solvent and dispersed in vegetable oil. Boron nitride nanotubes and titanium dioxide nanoparticles (TiO2) were also used as fillers in the oil at different concentrations, aiming at comparing the performance of different nanoparticles for the improvement of base fluid properties.The use of oleic acid as surfactant was evaluated in thermal properties and stability of the obtained nanofluids. The efficiency of the routes of the liquid exfoliation technique was evaluated by X-ray diffraction, Raman and UV-Vis spectroscopy, Scanning and Transmission electron microscopy (SEM and TEM). An optimized exfoliation process with the dispersion of h-BN in a solvent mixture (20% IPA in water) was proposed for 3 h on ultrasound, followed by centrifugation at 1500 or 3000 rpm. The nanofluid formulations were characterized by conductivity and thermal diffusivity tests, scanning calorimetry (DSC), TEM images of oil dispersions and impedance dielectric spectroscopy in the frequency domain. The nanofillers did not present significant change in the morphology and thermal properties of the fluids. In relation to the dielectric properties, an increase in the dissipation factor was observed, especially in the nanofluids filled with boron nitride nanotubes. It is assumed that ensuring the suspension and stability of the nanoparticles in the oil is crucial for the improvement and maintenance of the thermal and dielectric properties of the nanofluids.112 f. : il.application/pdfDisponível em formato digitalEngenharia de Materiais e MetalurgiaÓleos e gordurasTransformadores elétricosCondutividade térmicaObtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potênciainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - MAYARA REGINA MUNARO.pdfapplication/pdf4650434https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/47124/1/R%20-%20D%20-%20MAYARA%20REGINA%20MUNARO.pdfba2fd7586f8943bb38b9c8e0c6e53d47MD51open access1884/471242024-05-23 15:27:21.303open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/47124Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-05-23T18:27:21Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Obtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potência
title Obtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potência
spellingShingle Obtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potência
Munaro, Mayara Regina
Engenharia de Materiais e Metalurgia
Óleos e gorduras
Transformadores elétricos
Condutividade térmica
title_short Obtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potência
title_full Obtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potência
title_fullStr Obtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potência
title_full_unstemmed Obtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potência
title_sort Obtenção de nanolamelas de nitreto de boro para nanoaditivação de óleo vegetal isolante utilizado em transformadores de potência
author Munaro, Mayara Regina
author_facet Munaro, Mayara Regina
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Motta, Heloisa Nunes da
Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Kowalski, Edemir Luiz
dc.contributor.author.fl_str_mv Munaro, Mayara Regina
contributor_str_mv Kowalski, Edemir Luiz
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia de Materiais e Metalurgia
Óleos e gorduras
Transformadores elétricos
Condutividade térmica
topic Engenharia de Materiais e Metalurgia
Óleos e gorduras
Transformadores elétricos
Condutividade térmica
description Orientador: Prof. Dr.Edemir Luiz Kowalski
publishDate 2017
dc.date.issued.fl_str_mv 2017
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-05-23T18:27:21Z
dc.date.available.fl_str_mv 2024-05-23T18:27:21Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/47124
url https://hdl.handle.net/1884/47124
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.pt_BR.fl_str_mv Disponível em formato digital
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 112 f. : il.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/47124/1/R%20-%20D%20-%20MAYARA%20REGINA%20MUNARO.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv ba2fd7586f8943bb38b9c8e0c6e53d47
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813898916782931968

Registros relacionados