Desenvolvimento de um modelo semi-empírico para predição do coeficiente de transferência de calor em espumas metálicas

Resumo

Este trabalho tem como objetivo o estudo teórico e experimental da ebulição em piscina utilizando, como superfícies aquecedoras, superfícies modificadas por meio da adição de espumas metálicas. A pesquisa envolve o desenvolvimento de técnicas experimentais e de análise de resultados com a colaboração do grupo de pesquisa do IN+, localizado no Instituto Superior Técnico (Lisboa - Portugal). Será investigada a influência das características superficiais sobre o coeficiente de transferência de calor, levando em consideração as propriedades das espumas metálicas, tais como: porosidade, diâmetro de poros, condutividade térmica e espessura da espuma. Aspectos envolvendo a interação superfície/fluido serão estudados por meio da análise dos dados experimentais obtidos e da visualização do fenômeno de ebulição com uma câmera de alta velocidade. A análise detalhada da molhabilidade e da topologia das superfícies será realizada combinando diversas técnicas experimentais, incluindo microscopia confocal. Os ensaios experimentais serão realizados para etanol como fluido de trabalho em espumas metálicas de cobre e níquel. A contribuição deste trabalho consiste em obter um banco de dados com diferentes fluidos de trabalhos, superfícies de testes e condições experimentais, a fim de formular um modelo semi-empírico para a predição do coeficiente de transferência de calor em espumas metálicas com fluidos utilizados na indústria de resfriamento de componentes eletrônicos e de equipamentos de controle térmico de máquinas em geral. A escolha pela Dra. Ana S. Moita, membro do IN+/IST, como supervisora do estágio no exterior se deve aos trabalhos na área de fenômenos de transporte em interfaces líquido-sólido, do macro a microescala, e no desenvolvimento de técnicas de diagnóstico para a caracterização destes fenômenos, para diferentes aplicações (como o desenvolvimento de sistemas de arrefecimento baseados na ebulição de líquidos em meio quiescente). (AU)