Publicação: Estudo experimental da transferência de calor e queda de pressão de nanofluidos a base de óleo em escoamento laminar no interior de tubos horizontais
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Orientador
Coorientador
Resumo
O presente trabalho apresenta um estudo experimental da transferência de calor
e queda de pressão de nanofluidos a base de óleo, escoando no interior de tubos
horizontais. As nanopartículas utilizadas foram nanotubos de carbono de paredes
múltiplas. Tais nanofluidos foram produzidos empregando o método de dois passos
em três diferentes concentrações (0,005, 0,010 e 0,015 wt.%). A estabilidade dos
nanofluidos é analisada por meio de inspeção visual e espectroscopia UV-VIS. As
propriedades termofísicas como condutividade térmica, viscosidade e massa específica
foram medidas experimentalmente. A bancada experimental foi instrumentada e
modificada para satisfazer as condições nominais de ensaio estabelecidas. O fluxo de
calor uniforme aplicado na superfície do tubo foi de 8 kW/𝑚, a vazão mássica foi
variada entre 7-17 g/s, a temperatura de entrada na seção de teste foi mantida constante
em 55 °C, 60 °C e 65 °C. A partir de parâmetros calculados como taxa de transferência
de calor, coeficiente de transferência de calor e potência de bombeamento foi realizada
uma análise do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos para sua possível
utilização como fluido de transferência de calor em aplicações de sistemas térmicos.
Com base nos resultados experimentais foi possível concluir que a utilização de
nanotubos de carbono dispersos em óleo mostrou um aumento no coeficiente de
transferência de calor em comparação ao fluido base. Por outro lado, a queda de
pressão dos nanofluidos apresentou incrementos em comparação com o fluido base.
Abstract
The present work presents an experimental study of the heat transfer and
pressure drop of oil based nanofluids, flowing inside horizontal tubes. The
nanoparticles used were multi-walled carbon nanotubes. Such nanofluids were
produced using the two step method in three different concentrations (0,005, 0,010 and
0,015 wt.%). The stability of nanofluids is analyzed through visual inspection and UVVIS
spectroscopy. Thermophysical properties such as thermal conductivity, viscosity
and density were measured experimentally. The experimental bench was instrumented
and modified to satisfy the established test conditions. The uniform heat flux applied
to the tube surface was 8 kW/𝑚, the mass flow rate varied between 7-17 g/s, the inlet
temperature in the test section was kept constant at 55 °C, 60 °C and 65 °C. Based on
parameters calculated as heat transfer rate, heat transfer coefficient and pumping
power, an analysis of the thermo-hydraulic performance of nanofluids was carried out
for their possible use as heat transfer fluid in thermal system applications. Based on
the experimental results it was possible to conclude that the use of carbon nanotubes
dispersed in oil showed an increase in the heat transfer coefficient compared to the
base fluid. On the other hand, the pressure drop of nanofluids increased in comparison
to the base fluid.
Palavras-chave
desempenho termo-hidráulico, nanotubos de carbono, nanofluidos, coeficiente de transferência de calor, queda de pressão, thermo-hydraulic performance, carbon nanotubes, nanofluids, heat transfer coefficient, pressure drop
Citação
MORALES, Daniel Alberto Flórez. Estudo experimental da transferência de calor e queda de pressão de nanofluidos a base de óleo em escoamento laminar no interior de tubos horizontais. 2021. 180 f. Dissertação - Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.12