Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14988 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.175 |
Resumo: | The present work deals on experimental study of thermal-hydraulic performance of single walled carbon nanotubes nanofluids dispersed in distilled water. The tests were performed in single-phase flow, fully developed turbulent regime, inside smooth and horizontal tubes with uniform heat flux applied on the surface. An experimental bench was modified to guarantee the nominal conditions imposed for the tests. The mass flow rate varied between 30 and 80 kg/s, related to Reynolds numbers between 4000 and 22000. The heat flux varied from 14 up to 22 kW/m2 and the inlet temperature was maintained constant in 25, 30 and 35°C. The physical properties of nanofluids such as thermal conductivity and viscosity were measured experimentally and its values used to evaluate the heat transfer coefficient. Pressure drop, friction factor and pumping power were also analyze. Effects such as nanoparticle shape, defined by the aspect ratio, and mass concentration of nanoparticles were evaluate as well. The heat transfer coefficient of SWCNT/water nanofluids increased, in average, 11.3%, in function of Reynolds number. In relation to the mass velocity, the heat transfer coefficient decreased 6.9%, in average, in comparison with the base fluid. Finally, the experimental results for pressure drop of nanofluids were, in average, 7.3%, greater than the base fluid. |
id |
UFU_813f0647449d1cc418f8d992f1e7c85c |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufu.br:123456789/14988 |
network_acronym_str |
UFU |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFU |
repository_id_str |
|
spelling |
Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulentoExperimental evaluation of thermo-hydraulic performance of nanofluids of single walled carbon nanotubes in turbulent single-phase flowNanofluidosNanotubo de carbonoTransferência de calor por convecçãoQueda de pressãoAvaliação do desempenhoCalor - TransmissãoNanofluidsSingle-walled carbon nanotubeConvective heat transferPressure dropPerformance evaluationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe present work deals on experimental study of thermal-hydraulic performance of single walled carbon nanotubes nanofluids dispersed in distilled water. The tests were performed in single-phase flow, fully developed turbulent regime, inside smooth and horizontal tubes with uniform heat flux applied on the surface. An experimental bench was modified to guarantee the nominal conditions imposed for the tests. The mass flow rate varied between 30 and 80 kg/s, related to Reynolds numbers between 4000 and 22000. The heat flux varied from 14 up to 22 kW/m2 and the inlet temperature was maintained constant in 25, 30 and 35°C. The physical properties of nanofluids such as thermal conductivity and viscosity were measured experimentally and its values used to evaluate the heat transfer coefficient. Pressure drop, friction factor and pumping power were also analyze. Effects such as nanoparticle shape, defined by the aspect ratio, and mass concentration of nanoparticles were evaluate as well. The heat transfer coefficient of SWCNT/water nanofluids increased, in average, 11.3%, in function of Reynolds number. In relation to the mass velocity, the heat transfer coefficient decreased 6.9%, in average, in comparison with the base fluid. Finally, the experimental results for pressure drop of nanofluids were, in average, 7.3%, greater than the base fluid.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisMestre em Engenharia MecânicaO presente trabalho trata de um estudo experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos, composto de nanotubos de carbono de parede simples dispersos em água destilada. Os ensaios foram realizados em escoamento monofásico turbulento plenamente desenvolvido, no interior de tubos circulares lisos, com fluxo de calor uniforme aplicado à superfície do tubo. Uma bancada experimental foi modificada e melhorada para satisfazer as condições nominais de ensaio que foram estabelecidas. A vazão mássica variou entre 30 e 80 kg/s, representando números de Reynolds entre 4000 e 22000. O fluxo de calor variou entre 14 e 22kW/m2 e a temperaturas de entrada na seção de testes foi mantida constante em 25, 30 e 35°C, respectivamente. As propriedades termo-físicas dos nanofluidos, condutividade e viscosidade foram medidas experimentalmente e seus valores utilizados para o cálculo do coeficiente de transferência de calor. Parâmetros como a queda de pressão, fator de atrito e potência de bombeamento também foram analisados. Efeitos como a forma da nanopartícula, definida pela razão de aspecto, e a concentração em massa das nanopartículas também foram avaliados. O coeficiente de transferência de calor dos nanofluidos de SWCNT/água, para todas as amostras, apresentaram incrementos em média de 11,3% em função do número de Reynolds. Já para mesma velocidade mássica, apresentaram uma diminuição de 6,9%, em comparação com o fluido base. Finalmente, os resultados para a queda de pressão dos nanofluidos apresentaram incrementos, em média de 7,3%, quando comparados ao fluido base.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaEngenhariasUFUBandarra Filho, Enio Pedonehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4702556U9Carvalho, Solidônio Rodrigues dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762468A6Jabardo, Jose Maria Saizhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781222Y4Gomez, Abdul Orlando Cardenas2016-06-22T18:41:01Z2015-12-042016-06-22T18:41:01Z2015-03-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfGOMEZ, Abdul Orlando Cardenas. Experimental evaluation of thermo-hydraulic performance of nanofluids of single walled carbon nanotubes in turbulent single-phase flow. 2015. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.175https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14988https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.175porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-06-15T00:24:00Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/14988Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-06-15T00:24Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento Experimental evaluation of thermo-hydraulic performance of nanofluids of single walled carbon nanotubes in turbulent single-phase flow |
title |
Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento |
spellingShingle |
Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento Gomez, Abdul Orlando Cardenas Nanofluidos Nanotubo de carbono Transferência de calor por convecção Queda de pressão Avaliação do desempenho Calor - Transmissão Nanofluids Single-walled carbon nanotube Convective heat transfer Pressure drop Performance evaluation CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
title_short |
Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento |
title_full |
Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento |
title_fullStr |
Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento |
title_full_unstemmed |
Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento |
title_sort |
Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento |
author |
Gomez, Abdul Orlando Cardenas |
author_facet |
Gomez, Abdul Orlando Cardenas |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Bandarra Filho, Enio Pedone http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4702556U9 Carvalho, Solidônio Rodrigues de http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762468A6 Jabardo, Jose Maria Saiz http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781222Y4 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Gomez, Abdul Orlando Cardenas |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Nanofluidos Nanotubo de carbono Transferência de calor por convecção Queda de pressão Avaliação do desempenho Calor - Transmissão Nanofluids Single-walled carbon nanotube Convective heat transfer Pressure drop Performance evaluation CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
topic |
Nanofluidos Nanotubo de carbono Transferência de calor por convecção Queda de pressão Avaliação do desempenho Calor - Transmissão Nanofluids Single-walled carbon nanotube Convective heat transfer Pressure drop Performance evaluation CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
description |
The present work deals on experimental study of thermal-hydraulic performance of single walled carbon nanotubes nanofluids dispersed in distilled water. The tests were performed in single-phase flow, fully developed turbulent regime, inside smooth and horizontal tubes with uniform heat flux applied on the surface. An experimental bench was modified to guarantee the nominal conditions imposed for the tests. The mass flow rate varied between 30 and 80 kg/s, related to Reynolds numbers between 4000 and 22000. The heat flux varied from 14 up to 22 kW/m2 and the inlet temperature was maintained constant in 25, 30 and 35°C. The physical properties of nanofluids such as thermal conductivity and viscosity were measured experimentally and its values used to evaluate the heat transfer coefficient. Pressure drop, friction factor and pumping power were also analyze. Effects such as nanoparticle shape, defined by the aspect ratio, and mass concentration of nanoparticles were evaluate as well. The heat transfer coefficient of SWCNT/water nanofluids increased, in average, 11.3%, in function of Reynolds number. In relation to the mass velocity, the heat transfer coefficient decreased 6.9%, in average, in comparison with the base fluid. Finally, the experimental results for pressure drop of nanofluids were, in average, 7.3%, greater than the base fluid. |
publishDate |
2015 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2015-12-04 2015-03-13 2016-06-22T18:41:01Z 2016-06-22T18:41:01Z |
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 |
GOMEZ, Abdul Orlando Cardenas. Experimental evaluation of thermo-hydraulic performance of nanofluids of single walled carbon nanotubes in turbulent single-phase flow. 2015. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.175 https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14988 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.175 |
identifier_str_mv |
GOMEZ, Abdul Orlando Cardenas. Experimental evaluation of thermo-hydraulic performance of nanofluids of single walled carbon nanotubes in turbulent single-phase flow. 2015. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.175 |
url |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14988 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.175 |
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 |
application/pdf application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica Engenharias UFU |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica Engenharias UFU |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFU instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
instname_str |
Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
instacron_str |
UFU |
institution |
UFU |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFU |
collection |
Repositório Institucional da UFU |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
repository.mail.fl_str_mv |
diinf@dirbi.ufu.br |
_version_ |
1805569637455233024 |