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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30436| Título: | Análise experimental do desempenho térmico de termossifões e tubos de calor contendo nanofluido de óxido de grafeno |
| Título(s) alternativo(s): | Experimental analysis of thermal performance of thermosyphons and heat pipes using graphene oxide nanofluid |
| Autor(es): | Ianczkovski, Humberto |
| Orientador(es): | Alves, Thiago Antonini |
| Palavras-chave: | Tubos de calor Calor - Transmissão Meios de transferência de calor Heat pipes Heat – Transmission Heat-transfer media |
| Data do documento: | 1-Jul-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | IANCZKOVSKI, Humberto. Análise experimental do desempenho térmico de termossifões e tubos de calor contendo nanofluido de óxido de grafeno. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022. |
| Resumo: | 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. |
| Abstract: | Thermosyphons and heat pipes are passive devices able to transfer large amounts of heat through the latent heat of vaporization of a working fluid. Nanofluids are presented as a new generation of heat transfer fluids due to the improvement of thermophysical properties. Given these circumstances, in the present Work of Conclusion Course, an experimental analysis of the thermal performance of thermosyphons and heat pipes was performed using graphene oxide nanofluid, in volumetric concentrations of 5.0% and 2.5%, as working fluid. For the geometric characteristics of the enclosures, they were built in copper, with an outer diameter of 9.45mm, an inner diameter of 7.75mm, and a total length of 200mm, and, for the heat pipe, the capillary structure was made by phosphor bronze #130 wire mesh. The experimental tests were done at two different inclinations (45 and 90° in relation to the horizontal), under thermal loads from 5 to 45W and with forced convection in the condenser. The results showed that the use of graphene oxide nanofluid reduced considerably the thermal resistance and the operating temperature of the thermosyphon, when compared to the use of distilled water as a working fluid, furthermore, the volumetric concentration of 2.5% presented the best results among the analyzed working fluids. However, for the heat pipe with wire mesh, the use of graphene oxide nanofluid was not efficient, was observed an increase in thermal resistance compared to distilled water. This worsening in the thermal performance of the heat pipe was attributed to incrustations of agglomerates of graphene oxide nanoparticles in the capillary structure, which made difficult for the liquid to return to the evaporator. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30436 |
| Aparece nas coleções: | PG - Engenharia Mecânica |
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