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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento
Other Titles: Experimental evaluation of thermo-hydraulic performance of nanofluids of single walled carbon nanotubes in turbulent single-phase flow
metadata.dc.creator: Gomez, Abdul Orlando Cardenas
metadata.dc.contributor.advisor1: Bandarra Filho, Enio Pedone
metadata.dc.contributor.referee1: Carvalho, Solidônio Rodrigues de
metadata.dc.contributor.referee2: Jabardo, Jose Maria Saiz
metadata.dc.description.resumo: O presente trabalho trata de um estudo experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos, composto de nanotubos de carbono de parede simples dispersos em água destilada. Os ensaios foram realizados em escoamento monofásico turbulento plenamente desenvolvido, no interior de tubos circulares lisos, com fluxo de calor uniforme aplicado à superfície do tubo. Uma bancada experimental foi modificada e melhorada para satisfazer as condições nominais de ensaio que foram estabelecidas. A vazão mássica variou entre 30 e 80 kg/s, representando números de Reynolds entre 4000 e 22000. O fluxo de calor variou entre 14 e 22kW/m2 e a temperaturas de entrada na seção de testes foi mantida constante em 25, 30 e 35°C, respectivamente. As propriedades termo-físicas dos nanofluidos, condutividade e viscosidade foram medidas experimentalmente e seus valores utilizados para o cálculo do coeficiente de transferência de calor. Parâmetros como a queda de pressão, fator de atrito e potência de bombeamento também foram analisados. Efeitos como a forma da nanopartícula, definida pela razão de aspecto, e a concentração em massa das nanopartículas também foram avaliados. O coeficiente de transferência de calor dos nanofluidos de SWCNT/água, para todas as amostras, apresentaram incrementos em média de 11,3% em função do número de Reynolds. Já para mesma velocidade mássica, apresentaram uma diminuição de 6,9%, em comparação com o fluido base. Finalmente, os resultados para a queda de pressão dos nanofluidos apresentaram incrementos, em média de 7,3%, quando comparados ao fluido base.
Abstract: The present work deals on experimental study of thermal-hydraulic performance of single walled carbon nanotubes nanofluids dispersed in distilled water. The tests were performed in single-phase flow, fully developed turbulent regime, inside smooth and horizontal tubes with uniform heat flux applied on the surface. An experimental bench was modified to guarantee the nominal conditions imposed for the tests. The mass flow rate varied between 30 and 80 kg/s, related to Reynolds numbers between 4000 and 22000. The heat flux varied from 14 up to 22 kW/m2 and the inlet temperature was maintained constant in 25, 30 and 35°C. The physical properties of nanofluids such as thermal conductivity and viscosity were measured experimentally and its values used to evaluate the heat transfer coefficient. Pressure drop, friction factor and pumping power were also analyze. Effects such as nanoparticle shape, defined by the aspect ratio, and mass concentration of nanoparticles were evaluate as well. The heat transfer coefficient of SWCNT/water nanofluids increased, in average, 11.3%, in function of Reynolds number. In relation to the mass velocity, the heat transfer coefficient decreased 6.9%, in average, in comparison with the base fluid. Finally, the experimental results for pressure drop of nanofluids were, in average, 7.3%, greater than the base fluid.
Keywords: Nanofluidos
Nanotubo de carbono
Transferência de calor por convecção
Queda de pressão
Avaliação do desempenho
Nanofluids
Single-walled carbon nanotube
Convective heat transfer
Pressure drop
Performance evaluation
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: GOMEZ, Abdul Orlando Cardenas. Experimental evaluation of thermo-hydraulic performance of nanofluids of single walled carbon nanotubes in turbulent single-phase flow. 2015. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14988
Issue Date: 13-Mar-2015
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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