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Desenvolvimento de um porta-ferramentas refrigerado internamente usando nanofluido e efeito eletrohidrodinâmico

Processo: 18/08246-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de novembro de 2018 - 31 de outubro de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
Pesquisador responsável:Luiz Eduardo de Angelo Sanchez
Beneficiário:Luiz Eduardo de Angelo Sanchez
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
Assunto(s):Torneamento  Usinagem  Rugosidade 

Resumo

Em Projeto de Iniciação Científica FAPESP (2008/50918-6), concluído em 2009, contemporânea a um mestrado sobre o mesmo assunto, concluído em 2010, foi desenvolvido o primeiro protótipo de um porta-ferramenta refrigerado internamente por meio de um fluido em mudança de fase. Dando continuidade, avanços nesse modelo foram obtidos através de uma pesquisa de mestrado, defendida em 2014, e que também contou com Auxílio à Pesquisa (2011/23600-8). Em função dos problemas encontrados, e na tentativa de avançar ainda mais no desenvolvimento de um sistema de refrigeração de usinagem no qual seja possível abolir o uso do fluido de corte, busca-se nesse Projeto a otimização do porta-ferramenta por meio de novas soluções para a troca de calor mais eficiente na região da cavidade abaixo da pastilha. Construtivamente, o porta-ferramenta proposto emprega um nanofluido que circula internamente por seus canais; sob um campo elétrico aplicado na região de transferência térmica, a fim de otimizar a retirada de calor da ferramenta de corte; e um núcleo de prata com uma extremidade em contato com a ferramenta de corte e a outra imersa no nanofluido. O funcionamento do sistema se baseia na circulação do nanofluido até a câmara de vaporização e, depois de vaporizado, o mesmo é recalcado até o condensador e, por fim, destinado ao reservatório. Antes do nanofluido retornar à câmara de vaporização, ele passa por um agitador ultrassônico para garantir a dispersão das nanopartículas. Esse sistema proposto se caracteriza por ser um sistema fechado, sem comunicação com o ambiente. Para que a mudança de fase do nanofluido ocorra com maior facilidade é usado como fluido base um refrigerante do tipo HCFC (R141b) cujo ponto de saturação situa-se pouco acima da temperatura ambiente. Em adição, testes com aplicação de um campo elétrico sobre o fluido interno, o qual pode aumentar a sua condutividade térmica, denominado efeito eletrodinâmico (EHD), também é proposto. (AU)

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