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Título: Investigação experimental de termossifões contendo nanofluido de pentóxido de nióbio com diferentes concentrações mássicas
Título(s) alternativo(s): Experimental investigation of thermosyphons containing niobium oxide nanofluid with different mass concentrations
Autor(es): Ribeiro, Nicolas Batistel
Orientador(es): Alves, Thiago Antonini
Palavras-chave: Permutadores térmicos
Dinâmica dos fluidos
Nióbio
Pesquisa experimental
Heat exchangers
Fluid dynamics
Niobium
Experiential research
Data do documento: 26-Jun-2026
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: RIBEIRO, Nicolas Batistel. Investigação experimental de termossifões contendo nanofluido de pentóxido de nióbio com diferentes concentrações mássicas. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2026.
Resumo: Este trabalho apresenta uma investigação experimental do desempenho térmico de termossifões aplicados ao resfriamento de sistemas eletroeletrônicos, utilizando como fluidos de trabalho água destilada e nanofluidos à base de nanopartículas de pentóxido de nióbio (Nb2O5) em duas concentrações mássicas: 1,0g/L e 0,1g/L. Os termossifões foram construídos em cobre, com diâmetros interno de 7,75mm, externo de 9,45mm e comprimento total de 200mm, operando na posição vertical sob cargas térmicas entre 5W e 45W. Os resultados demonstraram que a utilização do nanofluido de pentóxido de nióbio proporcionou melhorias significativas no desempenho térmico dos termossifões, com reduções de até 47% na temperatura de operação e 81% na resistência térmica para a concentração mássica de 1,0g/L. Para a concentração mássica de 0,1g/L, essas reduções chegaram a 38% e 87%, respectivamente. A amostra com menor concentração mássica apresentou melhor desempenho, indicando a melhor concentração dentre as estudadas do nanofluido de pentóxido de nióbio para aplicações futuras em termossifões e tubos de calor.
Abstract: This study presents an experimental investigation of the thermal performance of thermosyphons used for the cooling of electronic systems, employing distilled water and particles niobium pentoxide-based nanofluids as working fluids, at two different mass concentrations: 1.0 and 0.1g/L. The thermosyphons were made of copper, with an inner diameter of 7.75mm, outer diameter of 9.45mm, and total length of 200mm, operating vertically under thermal loads ranging from 5 to 45W. The results showed that the use of niobium pentoxide nanofluid significantly improved the thermal performance of the thermosyphons, with reductions of up to 47% in operating temperature and 81% in thermal resistance for the 1.0g/L concentration. For the 0.1g/L sample, maximum reductions of 38 and 87% were observed, respectively. The lowest concentration provided the best performance, establishing it as the best concentration among those tested for thermal applications.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41113
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