Seleção de um termossifão para aplicação em pré-aquecedores de ar

• Autor(a) principal: Vaz, Allefe Jardel Chagas
• 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/1/30433
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Aquecedores de ar; Meios de transferência de calor; Calor - Transmissão; Energia - Transferência; Air heaters; Heat-transfer media; Heat - Transmission; Energy transfer

Termossifões são dispositivos eficazes que transferem grandes quantidades de energia na forma de calor com pequenas diferenças de temperatura utilizando o calor latente de vaporização de seu fluido de trabalho e a ação da gravidade. A aplicação desse dispositivo passivo de transferência de calor no setor industrial varia desde aquecedores de ar, regeneradores de calor, coletores solares, trocadores de calor, entre outros. Os termossifões são compostos de um tubo hermeticamente fechado dividido em três regiões distintas, o evaporador, a seção adiabática e o condensador. O objetivo deste Trabalho de Conclusão de Curso foi selecionar a melhor configuração para um termossifão visando sua aplicação em pré-aquecedores de ar, investigando experimentalmente seu desempenho térmico variando sua razão de preenchimento e inclinação de operação. Para isso foram construídos termossifões utilizando tubos de cobre de 180mm de comprimento, 9,45mm de diâmetro externo e 7,75mm de diâmetro interno, com cada região do termossifão possuindo 60mm de comprimento. O fluido de trabalho utilizado foi água destilada. O evaporador foi aquecido por uma fita resistiva de níquel-cromo e o condensador foi resfriado por convecção forçada a ar. A carga térmica fornecida ao termossifão foi de 1W até 11W com incrementos de 2W. Na primeira etapa da seleção foram analisadas razões de preenchimento de 20%, 40% e 60% considerando uma inclinação de operação de 45º em relação à horizontal. Os melhores resultados experimentais encontrados foram para uma razão de preenchimento de 40%, que apresentou a menor temperatura operacional e menor resistência térmica. Na segunda etapa da seleção esses termossifões foram testados experimentalmente nas inclinações de operação de 22,5º, 45º, 67,5º e 90º (posição vertical). A inclinação de operação selecionada foi de 45º, pois apresentou menor resistência térmica.