Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14988
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Avaliação experimental do desempenho termo-hidráulico de nanofluidos de nanotubos de carbono de parede simples em escoamento monofásico em regime turbulento
Alternate title (s): Experimental evaluation of thermo-hydraulic performance of nanofluids of single walled carbon nanotubes in turbulent single-phase flow
Author: Gomez, Abdul Orlando Cardenas
First Advisor: Bandarra Filho, Enio Pedone
First member of the Committee: Carvalho, Solidônio Rodrigues de
Second member of the Committee: Jabardo, Jose Maria Saiz
Summary: 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
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Engenharias
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: 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
Date of defense: 13-Mar-2015
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
AvaliacaoExperimentalDesempenhoTermo.pdf2.4 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.