Intensificação da ebulição nucleada em espaços confinados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cardoso, Elaine Maria
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/94692
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010
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spelling Intensificação da ebulição nucleada em espaços confinadosEngenharia mecânicaCalor -TransmissaoEbulicaoTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010O desenvolvimento de novas tecnologias, associado a uma minimização dos custos de fabricação e instalação, necessita de uma dissipação de densidades de fluxos de calor cada vez maiores. A transferência de calor associada à mudança de fase continua sendo objeto atual de estudo, em função dos elevados coeficientes de transferência de calor, com aplicações na refrigeração de componentes eletrônicos ou no princípio de funcionamento de diversos sistemas de conversão de energia que possam depender da eficiência do evaporador. No caso da ebulição nucleada confinada faz-se necessário um estudo mais aprofundado, a fim de aperfeiçoar sua utilização como técnica de intensificação e também minimizar os riscos que o confinamento implica quando é imposto pelo projeto, pois pode ocasionar problemas vinculados ao desencadeamento prematuro do fluxo crítico, o qual representa o limite de operação do sistema no regime de ebulição nucleada. Este trabalho tem como objetivo estudar os mecanismos envolvidos na ebulição nucleada, e assim, quantificar o efeito dos principais parâmetros que influenciam a ebulição nucleada confinada. A fim de analisar o regime de ebulição confinada e não confinada, foram realizados testes para fluxos de calor que correspondem à ebulição nucleada, para o fluido n-Pentano, à temperatura de saturação e pressão de 1bar. Diferentes graus de confinamento foram estudados (0,1mm ? s ? 13mm). Foram utilizadas três seções de testes a fim de analisar o tratamento e o diâmetro da superfície aquecida. Os resultados experimentais para o coeficiente de transferência de calor foram comparados com os valores previstos por correlações da literatura e uma visualização do fenômeno de ebulição permitiu melhor compreensão do comportamento das bolhas de vapor nos diferentes graus de confinamento. Através dos dados experimentais foram desenvolvidas duas correlações empíricas baseadas em grupos adimensionais, para os casos com e sem confinamento.The development of new technologies associated with a reduction in manufacturing and installation costs requires the dissipation of increasing heat flux. The heat transfer associated with the phase change continues to be studied focusing on the achieving high heat transfer coefficients, with applications such as the cooling of electronic components or as a basis for diverse energy conversion systems that rely on the efficiency of the evaporator. A deep analysis is necessary in the case of confined nucleate boiling in order to perfect its use as an intensification technique and also to minimize the risks associated with confinement when it is imposed on a design, because it can cause problems linked to the premature occurrence critical heat flux, which represents the limit of operation of the system in the nucleate boiling regime. This work aims to study the mechanisms involved in nucleate boiling, and thus, quantify the effect of the main parameters that influence the confined nucleate boiling. In order to analyze the confined and unconfined nucleate boiling regime, tests were made for heat fluxes corresponding to nucleate boiling, for the fluid n-Pentane, at saturation temperature and pressure of 1 bar. Different degrees of confinement were studied (0.1 mm ? s ? 13mm). It was used three different tests sections to analyze the roughness and the diameter of the heating surface. The experimental results for the heat transfer coefficient were compared with those predicted by correlations from literature and a visualization of the boiling phenomenon allowed a better understanding the behavior of vapor bubbles in different degrees of confinement. Two empirical correlations based on dimensionless groups, for cases with and without confinement, were developed through experimental data.Passos, Júlio CésarUniversidade Federal de Santa CatarinaCardoso, Elaine Maria2012-10-25T14:29:55Z2012-10-25T14:29:55Z2012-10-25T14:29:55Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisxxxv, 265 p.| il., tabs., grafs.application/pdf289276http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/94692porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2013-05-05T13:57:46Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/94692Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732013-05-05T13:57:46Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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