A theoretical and experimental study on flow boiling heat transfer and critical heat flux in microchannels

• Grant number: 07/53950-5
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Doctorate
• Start date: November 01, 2007
• End date: October 31, 2011
• Field of knowledge: Engineering - Mechanical Engineering - Transport Phenomena
• Principal Investigator: Gherhardt Ribatski
• Grantee: Cristiano Bigonha Tibirica
• Host Institution: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brazil

Abstract

A pesquisa proposta tratará do estudo da transferência de calor e do fluxo crítico no interior de canais de reduzido diâmetro. Técnicas experimentais e de análise de resultados serão desenvolvidas. Um banco de dados extenso será levantado em um aparato experimental que se encontra em construção. Os resultados obtidos serão utilizados na elaboração de modelos, os quais serão relacionados aos padrões de escoamento em micro-canais. Para isto mapas de escoamento somados a características do escoamento, serão objeto de estudo de um segundo doutoramento a ser desenvolvido paralelamente ao proposto neste projeto. A incorporação destes resultados permitirá elaborar modelos que incluam os mecanismos físicos de transferência de calor e do fluxo crítico predominantes em cada regime de escoamento. Efeitos na transferência de calor e no fluxo crítico de aspectos envolvendo instabilidades no escoamento, relacionados a efeitos de confinamento de bolhas e que atualmente podem ser considerados fatores limitantes ao emprego desta tecnologia, serão minuciosamente estudados através de visualizações do crescimento e colapso de bolhas conjugada a análise da variação temporal da temperatura local da superfície de testes. Este estudo envolverá também a caracterização da transição entre macro- e micro-canais através da identificação de distintos comportamentos para os parâmetros analisados, providenciando um método capaz de predizer a limitação dos modelos desenvolvidos para canais convencionais. (AU)

Scientific publications

(9)

(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)

TIBIRICA, CRISTIANO BIGONHA; RIBATSKI, GHERHARDT. Flow boiling heat transfer of R134a and R245fa in a 2.3 mm tube. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 53, n. 11-12, p. 2459-2468, MAY 2010. (07/53950-5)

TIBIRICA, CRISTIANO BIGONHA; CZELUSNIAK, LUIZ EDUARDO; RIBATSKI, GHERHARDT. Critical heat flux in a 0.38 mm microchannel and actions for suppression of flow boiling instabilities. EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE, v. 67, p. 9-pg., 2015-10-01. (07/53950-5, 11/01372-3, 14/01948-0)

TIBIRICA, CRISTIANO BIGONHA; CZELUSNIAK, LUIZ EDUARDO; RIBATSKI, GHERHARDT. Critical heat flux in a 0.38 mm microchannel and actions for suppression of flow boiling instabilities. EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE, v. 67, n. SI, p. 48-56, OCT 2015. (11/01372-3, 14/01948-0, 07/53950-5)

TIBIRICA, CRISTIANO B.; RIBATSKI, GHERHARDT. Flow Boiling Phenomenological Differences Between Micro- and Macroscale Channels. HEAT TRANSFER ENGINEERING, v. 36, n. 11, SI, p. 937-942, JUL 24 2015. (11/01372-3, 07/53950-5)

TIBIRICA, CRISTIANO BIGONHA; RIBATSKI, GHERHARDT; THOME, JOHN RICHARD. Saturated flow boiling heat transfer and critical heat flux in small horizontal flattened tubes. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 55, n. 25-26, p. 7873-7883, DEC 2012. (07/53950-5)

TIBIRICA, CRISTIANO B.; RIBATSKI, GHERHARDT. Two-Phase Frictional Pressure Drop and Flow Boiling Heat Transfer for R245fa in a 2.32-mm Tube. HEAT TRANSFER ENGINEERING, v. 32, n. 13-14, p. 1139-1149, 2011. (07/53950-5)

ALVES ARCANJO, ALEXANDRE; BIGONHA TIBIRICA, CRISTIANO; RIBATSKI, GHERHARDT. Evaluation of flow patterns and elongated bubble characteristics during the flow boiling of halocarbon refrigerants in a micro-scale channel. EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE, v. 34, n. 6, p. 766-775, SEP 2010. (07/53950-5)

TIBIRICA, CRISTIANO B.; RIBATSKI, GHERHARDT. Flow Boiling Phenomenological Differences Between Micro- and Macroscale Channels. HEAT TRANSFER ENGINEERING, v. 36, n. 11, p. 6-pg., 2015-07-24. (07/53950-5, 11/01372-3)

DA SILVA, J. D.; TIBIRICA, C. B.; RIBATSKI, G.; INT INST REFRIGERAT. TWO-PHASE FRICTIONAL PRESSURE DROP AND FLOW BOILING HEAT TRANSFER FOR R245fa IN A 1.1 MM TUBE. 23RD IIR INTERNATIONAL CONGRESS OF REFRIGERATION, v. 23, p. 3-pg., 2011-01-01. (07/53950-5)

Academic Publications

(References retrieved automatically from State of São Paulo Research Institutions)

TIBIRICA, Cristiano Bigonha. A theoretical and experimental study on flow boiling heat transfer and critical heat flux in microchannels. 2011. Doctoral Thesis - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD) São Carlos.