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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-3777-5833
Tipo de documento: Tese
Tipo de acceso: Acesso Aberto
Título: Avaliação experimental da transferência de calor e perda de pressão de nanofluidos em escoamento monofásico em dutos
Título (s) alternativo (s): Experimental evaluation of the heat transfer and pressure drop of nanofluids in single-phase flow in pipes
Autor: Cárdenas Gómez, Abdul Orlando
Primer orientador: Bandarra Filho, Enio Pedone
Primer miembro de la banca: Cabezas Gómez, Luben
Segundo miembro de la banca: Santos, Daniel Dall'Onder dos
Tercer miembro de la banca: Guimarães, Gilmar
Cuarto miembro de la banca: Jabardo, José Maria Saiz
Resumen: A presente tese trata de um estudo experimental da transferência de calor e perda de pressão de nanofluidos em escoamento monofásico no interior de tubos. Tais nanofluidos foram produzidos com base em uma mistura água e etileno glicol (H2O:EG 50:50 wt%) e também com óleo térmico OT-100. As nanopartículas utilizadas foram de prata, alumina, nanotubos de carbono e diamante. Uma bancada experimental foi construída e devidamente instrumentada para satisfazer as condições nominais de ensaio estabelecidas. O fluxo de calor uniforme aplicado à superfície do tubo variou entre 10 e 18 kW/m2, a vazão mássica entre 10 e 80 g/s. A temperatura de entrada na seção de testes foi mantida constante em 15 °C, 25 °C e 45 °C. As propriedades termofísicas dos nanofluidos, condutividade, viscosidade e massa especifica foram medidas experimentalmente e seus valores utilizados para a análise da transferência de calor. Em geral, o coeficiente de transferência de calor para nanofluidos apresentou incrementos significativos em comparação ao fluido base. Já os resultados para a queda de pressão de nanofluidos não apresentaram diferenças significativas quando comparados ao fluido base. Modelos para o cálculo da condutividade térmica e viscosidade, além daqueles para transferência de calor e perda de pressão foram propostos, apresentando boa concordância com os resultados experimentais.
Abstract: The present work deals on experimental study of thermal-hydraulic performance of nanofluids in single-phase flow inside tubes. Two different base fluids were used, water and ethylene glycol (50:50% wt) as well as OT-100 thermal oil. Silver, alumina, carbon nanotubes and diamond nanoparticles were dispersed into the base fluid using the two-step method. 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 built and instrumented to guarantee the imposed conditions for the tests. The uniform heat flux was varied from 10 and 18 kW/m2, mass flow rate between 10 and 80 g/s. The inlet temperature was maintained constant in 15 °C, 25 °C e 45 °C. The thermophysical properties, thermal conductivity, viscosity and density were obtained experimentally and its values used to evaluate the heat transfer and pressure drop. In general, the heat transfer coefficient for nanofluids showed significant increments in comparison to the base fluids. The pressure drop for nanofluids was slightly higher or even the same order to those ones obtained by the base fluid. Models were proposed to evaluate the heat transfer coefficient and pressure drop as well as the thermal conductivity and viscosity showing good agreement with the experimental results.
Palabras clave: Nanofluidos
Nanofluids
Nanopartículas
Nanoparticles
Coeficiente de transferência de calor
Heat transfer coefficient
Queda de pressão
Pressure drop
Condutividade térmica
Thermal conductivity
Viscosidade
Viscosity
Engenharia mecânica
Área (s) del CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::TRANSFERENCIA DE CALOR
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Cita: CÁRDENAS GÓMEZ, Abdul Orlando. Avaliação experimental da transferência de calor e perda de pressão de nanofluidos em escoamento monofásico em dutos. 2019. 238 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2043.
Identificador del documento: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2043
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/25417
Fecha de defensa: 7-jun-2019
Aparece en las colecciones:TESE - Engenharia Mecânica

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