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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25986| Título: | Avaliação experimental do desempenho térmico e da pressão de vapor de um termossifão em diferentes inclinações |
| Título(s) alternativo(s): | Experimental evaluation of the thermal performance and vapor pressure of a thermosyphon at different slopes |
| Autor(es): | Oliveira, Roberty Kulesza de |
| Orientador(es): | Alves, Thiago Antonini |
| Palavras-chave: | Análise térmica Vapores Tubos de calor Calor - Transmissão Thermal analysis Vapors Heat pipes Heat - Transmission |
| Data do documento: | 30-Abr-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | OLIVEIRA, Roberty Kulesza de. Avaliação experimental do desempenho térmico e da pressão de vapor de um termossifão em diferentes inclinações. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2021. |
| Resumo: | Termossifões são dispositivos de transferência de calor do tipo passivo, altamente eficientes, capazes de transferir energia térmica em pequenos gradientes de temperatura através do calor latente de vaporização, operando em ciclo bifásico. Tais dispositivos são constituídos basicamente de um tubo metálico evacuado preenchido com um fluido de trabalho. São compostos por três regiões, sendo: evaporador, região adiabática e condensador. Suas aplicações variam entre aquecedores de ar de combustão, trocadores de calor, passando por regeneradores de calor até coletores solares, entre outros. O objetivo do presente trabalho foi investigar experimentalmente a influência da inclinação no desempenho térmico de termossifões e observação da variação da pressão interna. Nesse estudo experimental, o fluido de trabalho utilizado foi água destilada. O dispositivo foi fabricado em cobre, com diâmetro externo de 9,45mm, diâmetro interno de 7,75mm e comprimento de 500mm. O evaporador possui um comprimento de 210mm, enquanto a região adiabática e condensador possuem comprimentos de 20mm e 270m, respectivamente. O termossifão foi preenchido com 50% do volume do evaporador. O dispositivo foi testado experimentalmente em inclinações diferentes (22,5º, 45º e 90° com relação a horizontal) sob dissipações de potência variando entre 10W e 60W. O dispositivo possui ainda um vacuômetro acoplado, o que permitiu a avaliação da variação da pressão para as diferentes inclinações e cargas térmicas. A análise térmica foi baseada na distribuição de temperaturas ao longo do comprimento, na temperatura de operação e na resistência térmica. Diante dos resultados observados para resistência térmica, não foi possível determinar a melhor inclinação do ponto de vista do desempenho térmico, uma vez que todos os resultados apresentaram valores semelhantes ao se considerar as incertezas experimentais. A pressão interna para as inclinações de 45º e 90º ficaram muito próximas, mas menores do que para a inclinação de 22,5º, uma vez que nessa última as temperaturas foram maiores. |
| Abstract: | Thermosyphons are highly efficient passive heat transfer devices capable of transferring thermal energy in small temperature gradients through the latent heat of vaporization, operating in a two-phase cycle. Such devices are basically composed of an evacuated metallic tube filled with a working fluid. They are composed of three regions: evaporator, adiabatic section, and condenser. Their applications vary from combustion air heaters, heat exchangers, heat regenerators, and solar collectors, among others. The objective of the present work was to experimentally investigate the influence of the slope on the thermal performance of thermosyphons and to verify the internal pressure variation. In this experimental study, the working fluid was distilled water. The device was manufactured in copper, with an external diameter of 9.45mm, internal diameter of 7.75mm, and a length of 500mm. The evaporator had a length of 210mm, while the adiabatic section and condenser had lengths of 20mm and 270mm, respectively. The thermosyphon was filled with 50% of the evaporator volume. The device was experimentally tested at different slopes (22.5, 45, and 90° from the horizontal) under heat charges ranging from 10 to 60W. The device also had a vacuum gauge attached, which allowed the evaluation of the pressure variation for the different slopes and thermal loads. The thermal analysis was based on the temperature distribution along the length, operating temperature, and thermal resistance. Given the results observed for thermal resistance, it was not possible to determine the best slope from the point of view of thermal performance, since all the results presented similar values when considering the experimental uncertainties. The internal pressure for the 45 and 90º slopes were very close, but lower than for the 22.5º slope, since in the latter the temperatures were higher. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25986 |
| Aparece nas coleções: | PG - Engenharia Mecânica |
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