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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Simulação numérica do escoamento de dispersões à base de óleo de transformador elétrico em cavidades fechadas
Other Titles: Numerical simulation of the flow of dispersions based on transformer oil in closed cavities
metadata.dc.creator: Fontes, Douglas Hector
metadata.dc.contributor.advisor1: Bandarra Filho, Enio Pedone
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Padilla, Elie Luis Martínez
metadata.dc.contributor.referee1: Souza, Francisco José de
metadata.dc.contributor.referee2: Rocha, Luiz Alberto Oliveira
metadata.dc.contributor.referee3: Jabardo, Jose Maria Saiz
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho teve o objetivo de analisar a transferência de calor, por convecção natural, de dispersões coloidais de nanopartículas em óleo de transformador elétrico no interior de cavidades fechadas. No cumprimento deste objetivo foram realizadas medições de algumas propriedades das dispersões de nanopartículas de diamante e nanotubos de carbono em óleo de transformador elétrico, produzidas por um método de dois passos: condutividade térmica, pelo método transiente do fio quente; viscosidade dinâmica, por meio de reômetros de cilindros concêntricos com tensão cisalhante controlada e rigidez dielétrica, com um analisador de rigidez dielétrica de ajuste manual. Os resultados destas medições foram utilizados nas simulações numéricas dos escoamentos das dispersões e do óleo de transformador elétrico em cavidades fechadas. Os resultados numéricos foram obtidos por meio de dois códigos numéricos, baseados no Método dos Volumes Finitos (MVF), um para escoamentos 2D, que teve seu desenvolvimento como parte integrante deste trabalho, e o outro para escoamentos 3D, desenvolvido anteriormente. Os resultados mostraram que, em termos da transferência de calor, as dispersões de nanopartículas incrementaram o coeficiente de transferência de calor do óleo puro em ate 23% para um mesmo numero de Grashof. Porem, o uso de nanopartículas levou a uma redução de 95% na rigidez dielétrica do óleo puro. Portanto, estes resultados são de grande importância em termos da aplicabilidade de dispersões de nanopartículas em transformadores elétricos.
Abstract: This work had the purpose to analyze the heat transfer, promoted by buoyancy forces, of colloidal dispersions of nanoparticles in transformer oil inside closed cavities. To achieve this purpose, measurements of some properties of the dispersions of diamond and carbon nanotubes in transformer oil, produced by a two-step method, were made: thermal conductivity, by the transient hot wire method; dynamic viscosity, by rheometers of concentric cylinders with shear stress controlled; and dielectric strength, with a dielectric strength analyzer of manual adjust. The results of these measurements were used in numerical simulations of the ows of the dispersions and of the transformer oil inside closed cavities. The numerical results were obtained via two numerical codes, based on Finite Volume Method (FVM), one for 2D ows, that had its development as part of this work, and the other for 3D ows, previously developed. The results showed that, in terms of heat transfer, the nanoparticles dispersions have increased about 23% the convection heat transfer coe_cient of the pure oil for a same Grashof number. However, the use of these nanoparticles led a reduce of 95% in the dielectric strength of the pure oil. Therefore, these results are very important in terms of the applicability of nanoparticles dispersions in electrical transformers.
Keywords: Nanopartículas
Óleo de transformador elétrico
Convecção natural
Simulação numérica
Nanoparticles
Electrical transformer oil
Natural convection
Numerical simulation
Transformadores elétricos
Calor - Transmissão
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: FONTES, Douglas Hector. Numerical simulation of the flow of dispersions based on transformer oil in closed cavities. 2015. 143 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14975
Issue Date: 11-Mar-2015
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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