Análise da transferência de calor durante a ebulição nucleada confinada do HFE7100 utilizando superfícies nanoestruturas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Reinaldo Rodrigues de
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/130927
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014.
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spelling Análise da transferência de calor durante a ebulição nucleada confinada do HFE7100 utilizando superfícies nanoestruturasEngenharia mecânicaEbuliçãoNanoestruturasCalorTransmissãoTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014.Na área de ciências térmicas, a perspectiva favorável de se utilizar su-perfícies nanoestruturadas em sistemas térmicos visando a intensificação do coeficiente de transferência de calor durante o processo de ebulição tem motivado muitas pesquisas. Uma motivação prática tem sido a ten-dência da indústria em produzir equipamentos compactos e miniaturiza-dos, em particular na área de microeletrônica e de micro refrigeração permitindo operar com menor volume de fluido e menor consumo de energia.Neste estudo, foi investigado o efeito da deposição de nanopartículas de maguemita (y - Fe2O3) sobre uma superfície horizontal aquecida de cobre durante a ebulição nucleada do HFE7100, à pressão atmosférica e temperatura de saturação, utilizando-se dois diâmetros de nanopartículas (10nm e 80nm). O objetivo principal do trabalho é avaliar as alterações do coeficiente de transferência de calor para dois substratos com rugosi-dades distintas (Ra=22nm e Ra=168nm) e quatro superfícies preparadas a partir destes com a deposição de nanopartículas. As restrições de vo-lume foram avaliadas para três níveis de confinamento.Pretende-se mostrar que o coeficiente de transferência de calor não é uma função exclusiva dos diferentes níveis de rugosidade das superfí-cies testadas, mas que depende essencialmente do número de sítios de nucleação que podem ser ativados ou não sobre a superfície aquecida. Os resultados obtidos experimentalmente mostram um alto coeficiente de transferência de calor para a superfície mais rugosa revestida com nanopartículas menores, situação em que se tem a maior densidade de sítios de nucleação ativos sobre a superfície aquecida. Uma redução acentuada na transferência de calor foi observada para o substrato liso com deposição de nanopartículas menores, caso em que se tem a maior resistência térmica para a nucleação e a menor densidade de sítios ativos superficialmente.<br>Abstract : The favorable perspective of using nanostructured surfaces in thermal systems to improve the heat transfer coefficient during the boiling pro-cess has attracted the attention of many researchers. The main motiva-tion has been the industrial trend toward producing compact and minia-turized equipment, in particular in the area of microelectronics and mi-cro cooling, allowing systems to operate with less fluid volume and lower power consumption.In this study, the effect of the deposition of maghemite nanoparticles (y - Fe2O3) on a heated copper horizontal surface during nucleate boiling of HFE7100 was investigated, at atmospheric pressure and saturation tem-perature, using nanoparticles with two different diameters (10nm and 80nm). The main objective was to evaluate the changes in the heat trans-fer coefficient for two substrates with different roughness values (Ra = 22nm and 168nm) and the nanoparticle deposition. Also, three different gap sizes were analyzed.Results show that the heat transfer coefficient is not an exclusive func-tion of the different roughness levels of the heated surfaces tested in this study, but that it is essentially dependent on the number of nucleation sites that can be activated on the heated surface. The experimental re-sults obtained in this study showed a higher heat transfer coefficient for the rough surface with the deposition of smaller nanoparticles, which had the highest density of active nucleation sites on the heated surface. A considerable decrease in the heat transfer was observed for the smooth surface with the deposition of smaller nanoparticles, which had the highest thermal resistance to the nucleation and lowest density of active sites on the heated surface.Passos, Júlio CésarUniversidade Federal de Santa CatarinaSouza, Reinaldo Rodrigues de2015-03-18T20:57:30Z2015-03-18T20:57:30Z2014info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisxx, 141 p.| il., grafs., tabs.application/pdf332768https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/130927porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-03-07T18:59:42Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/130927Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-03-07T18:59:42Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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