Estudo do coeficiente de transferência de calor por convecção para escoamento em golfadas no evaporador de um termossifão de vidro

• Autor(a) principal: Tosin, Felipe Augusto
• Data de Publicação: 2016
• Outros Autores: Silva, Pedro Felipe Zanato da
• 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/1/10438
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::TRANSFERENCIA DE CALOR; Coletores solares; Calor - Transmissão; Escoamento; Solar collectors; Engenharia mecânica; Heat - Transmission; Runoff; Mechanical engineering

O termossifão é um dispositivo com grande potencial para aplicações sustentáveis, seja por sua utilização em coletores solares para aquecimento de água em residências ou devido à sua aplicabilidade como recuperador de calor em trocadores de calor industriais. Para se projetar um termossifão é importante que o coeficiente de transferência de calor por convecção no evaporador do termossifão seja conhecido. Esse parâmetro é dependente do modo de como o fluido de trabalho escoa dentro evaporador. Nesse trabalho, o objetivo é estudar o coeficiente convectivo em escoamentos com mudança de fase da forma em golfadas. Para alcançar esse objetivo foram realizados experimentos em bancada com um termossifão de vidro, usando água destilada como fluido de trabalho e um resistor elétrico como fonte de calor. Além dos dados de temperatura e pressão medidos por sensores internos e externos ao termossifão, o escoamento no interior do dispositivo foi filmado com uma câmera de alta taxa de aquisição de imagens. Tais imagens foram então processadas visando obter parâmetros do escoamento como o título da mistura e a velocidade das bolhas. Até o conhecimento dos autores, essa abordagem é pioneira em se tratando de termossifões. Os dados obtidos pelos sensores e pelo processamento de imagens foram usados em correlações encontradas na literatura, com as quais foi possível determinar o coeficiente convectivo no evaporador, variando de 3.742 a 10.936 W/m2-K. Recomenda-se o desenvolvimento de modelos específicos para o caso do escoamento em golfadas em termossifões, dada a sua complexidade e o fato de não haver modelos específicos para esse fenômeno. Os dados experimentais obtidos nesse trabalho, bem como as novas análises propostas, podem alimentar posteriores estudos para obtenção de correlações para estimar o coeficiente convectivo no evaporador do termossifão.