Análise experimental do desempenho térmico de termossifões e tubos de calor contendo nanofluido de óxido de grafeno

• Autor(a) principal: Ianczkovski, Humberto
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30436
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Tubos de calor; Calor - Transmissão; Meios de transferência de calor; Heat pipes; Heat – Transmission; Heat-transfer media

Termossifões e tubos de calor são dispositivos passivos capazes de transferir grandes quantidades de calor, por meio do calor latente de vaporização de um fluido de trabalho. Os nanofluidos apresentam-se como uma nova geração de meios de transferência de calor, em função do aprimoramento de propriedades termofísicas. Em razão dessas circunstâncias, no presente Trabalho de Conclusão de Curso, foi executada uma análise experimental do desempenho térmico de termossifões e tubos de calor utilizando nanofluido de óxido de grafeno, em concentrações volumétricas de 5,0% e 2,5%, como fluido de trabalho. Quanto às características geométricas dos invólucros, os mesmos foram construídos em cobre, com diâmetro externo de 9,45mm, diâmetro interno de 7,75mm e comprimento total de 200mm, e, para o tubo de calor foi utilizada uma tela metálica de bronze fosforoso mesh #130, como estrutura capilar. Os testes experimentais foram realizados em duas inclinações diferentes (45° e 90° em relação à horizontal) sob cargas térmicas de 5W a 45 W e com convecção forçada no condensador. Os resultados demonstraram que a utilização do nanofluidos óxido de grafeno reduziu consideravelmente a resistência térmica e a temperatura de operação do termossifão, em comparação à utilização de água destilada como fluido de trabalho, além disso, a concentração volumétrica de 2,5% apresentou os melhores resultados entre os fluidos de trabalho analisados. Entretanto, para o tubo de calor com tela metálica, a utilização do nanofluido de óxido de grafeno não foi eficiente, visto que apresentou um aumento na resistência térmica em comparação a água destilada. Essa piora no desempenho térmico do tubo de calor foi atribuída a incrustações de aglomerados de nanopartículas de óxido de grafeno na estrutura capilar, as quais dificultam o retorno do líquido para o evaporador.