Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Passarella, Rafael Boschini Albuquerque
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/251683
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2023.
id UFSC_e2b685a640662447cfac44a647046761
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/251683
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinadosEngenharia mecânicaEbuliçãoDióxido de carbonoGasesDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2023.A preocupação com os gases de efeito estufa e seus impactos no aquecimento global é um dos motores da pesquisa de fluidos refrigerantes mais ecológicos. Nesse contexto, o dióxido de carbono (CO2) ressurgiu como uma alternativa aos refrigerantes sintéticos, devido ao seu Potencial de Destruição do Ozônio (ODP) igual a zero e Potencial de Aquecimento Global (GWP) igual à unidade. O CO2 ? que quando tratado como fluido refrigerante é denominado R-744 ? é um fluido natural, abundante, barato, não tóxico e não inflamável. A ebulição nucleada tem, como principal característica, a transferência de elevados fluxos de calor para pequenas diferenças de temperatura entre a superfície aquecida e o fluido refrigerante, o que permite projetar trocadores de calor menores e mais compactos. O processo de ebulição em piscina tem sido desenvolvido em sistemas de resfriamento em diferentes aplicações de engenharia que envolvem a dissipação de energia térmica, como eletrônicos de alta potência, trocadores de calor, evaporadores inundados e reatores nucleares. A ebulição nucleada confinada em um espaço muito estreito possui características de transferência de calor que podem ser diferentes daquelas da ebulição convencional não confinada. Entretanto, dados experimentais para a ebulição nucleada do CO2 são escassos na literatura aberta. Assim, a fim de compreender o comportamento do dióxido de carbono durante a ebulição nucleada com confinamento, este estudo apresenta resultados experimentais em uma superfície de cobre plana vertical, com e sem confinamento. As condições de teste incluem uma pressão de saturação de 2,8 MPa e fluxos de calor de 56 até 309 kW/m², sem confinamento e com confinamento de 0,8, 0,5 e 0,3 mm, que encontraram os números de Bond de 0,97, 0,61 e 0,36, respectivamente. Os resultados experimentais demonstraram uma tendência de aceleração da erosão parcial na superfície com a diminuição da distância de confinamento. Os resultados do coeficiente de transferência de calor experimentais foram comparados com dados e correlações da literatura. Para o caso sem confinamento, os coeficientes de transferência de calor experimentais mostraram uma boa concordância com as correlações propostas para o CO2.Abstract: The concern about greenhouse gases and their impacts on global warming is one of the driving forces behind research on more environmentally friendly fluids. In this context, carbon dioxide (CO2) has re-emerged as an alternative to synthetic refrigerants, due to its zero Ozone Depletion Potential (ODP) and Global Warming Potential (GWP) equal to unit. CO2 - when treated as a refrigerant it?s called R-744 ? is a natural, abundant, cheap, non-toxic, and non-flammable fluid. The nucleate boiling has, as the main characteristic, the transfer of high heat fluxes to lower temperature differences between the heating surface and the refrigerant, which allows designing more compact and smaller heat exchangers. The pool boiling process has been used in refrigeration systems in various engineering applications involving thermal energy dissipation, such as high-power electronics, heat exchangers, flooded evaporators, and nuclear reactors. Confined nucleate boiling in a very narrow space has heat transfer characteristics that may be different from those of conventional unconfined boiling. However, experimental data for CO2 nucleate boiling are scarce in the open literature. Thus, to understand the behavior of carbon dioxide during nucleate boiling with confinement, this study presents experimental results on a vertical copper surface, with and without confinement. Test conditions include a saturation pressure of 2.8 MPa and heat fluxes ranging from 56 to 309 kW/m², without confinement and with confinement of 0.8, 0.5, and 0.3 mm, which yields Bond numbers of 0.97, 0.61, and 0.36, respectively. The experimental results demonstrated a tendency to accelerate the partial dryout on the surface with the decreasing confinement distance. The experimental heat transfer coefficient results were compared with literature data and correlations. For the case without confinement, the experimental heat transfer coefficients showed good agreement with the proposed correlations for CO2.Passos, Júlio CésarUniversidade Federal de Santa CatarinaPassarella, Rafael Boschini Albuquerque2023-10-27T23:14:57Z2023-10-27T23:14:57Z2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis123 p.| il., tabs.application/pdf384362https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/251683porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-10-30T17:36:24Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/251683Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732023-10-30T17:36:24Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinados
title Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinados
spellingShingle Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinados
Passarella, Rafael Boschini Albuquerque
Engenharia mecânica
Ebulição
Dióxido de carbono
Gases
title_short Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinados
title_full Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinados
title_fullStr Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinados
title_full_unstemmed Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinados
title_sort Ebulição nucleada do dióxido de carbono sobre uma superfície de cobre plana vertical em espaços confinados
author Passarella, Rafael Boschini Albuquerque
author_facet Passarella, Rafael Boschini Albuquerque
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Passos, Júlio César
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Passarella, Rafael Boschini Albuquerque
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia mecânica
Ebulição
Dióxido de carbono
Gases
topic Engenharia mecânica
Ebulição
Dióxido de carbono
Gases
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2023.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-10-27T23:14:57Z
2023-10-27T23:14:57Z
2023
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 384362
https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/251683
identifier_str_mv 384362
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/251683
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 123 p.| il., tabs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808652356034756609

Registros relacionados