Mitigação da emissão de gases de efeito estufa em sistemas de refrigeração mediante a utilização de gases com baixo GWP e a aplicação de micro e nanotecnologias

• Processo: 11/50176-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2014
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Acordo de Cooperação: FAPERJ
• Pesquisador responsável: Gherhardt Ribatski
• Beneficiário: Gherhardt Ribatski
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Fenômenos de transporte Transferência de calor Trocadores de calor Nanotecnologia Refrigeração
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ebulicao Convectiva | Microcanais | Nanofluidos | Refrigerantes Naturais | Transferencia De Calor | Trocadores De Calor

Resumo

Este projeto trata da investigação da utilização de gases com baixo potencial de aquecimento global (GWP) e fluidos naturais, somados a aplicação da micro e nanotecnologias, visando o decréscimo da emissão de gases efeito estufa relacionados a sistemas de refrigeração e de condicionamento de ar. Na EESC-USP será investigada a ebulição convectiva dos refrigerantes HFOs e hidrocarbonetos para tubos com diâmetros entre 0,3 e 15mm. Estes resultados serão comparados aos obtidos anteriormente por este grupo para HFCs e HCFCs. Ensaios também serão realizados para a condensação dos HFOs e hidrocarbonetos para diâmetros entre 6 e 15mm. Também será analisado o efeito da geometria do canal na evaporação no interior de microcanais através de ensaios com o R134a e HFO1234ze para um canal triangular e canais retangulares. Estes dados experimentais serão utilizados na elaboração de correlações e modelos semi-empíricos. Na PUC-Rio serão abordadas três frentes de trabalho. Estudar-se-á a utilização de nanofluidos, suspensões de nanopartículas em fluidos comumente utilizados em tais sistemas. Na segunda linha de ação, os resultados obtidos pelo grupo da EESC-USP serão aplicados na PUC-Rio no estudo de trocadores de calor de microcanais em sistemas de refrigeração e de condicionamento de ar. Em uma terceira frente, desenvolver-se-á, um sistema de refrigeração utilizando o princípio do efeito magneto-calórico. Sistemas de refrigeração magnética utilizam água como fluido térmico, com impacto direto de efeito estufa nulo. Serão desenvolvidos modelo de simulação, para melhor entendimento dos processos físicos reinantes, e um primeiro protótipo. As atividades de colaboração envolverão: (i) elaboração e publicação de artigos científicos em parceria; (ii) oferecimento de um curso sobre transferência de calor em escoamentos bifásicos focado em micro e nanoprocessos na PUC-Rio pelo coordenador na EESC- USP, e, na contrapartida, um curso sobre modelagem de sistemas de refrigeração e condicionamento de ar; e (iii) a elaboração de modelos considerando os resultados experimentais obtidos que permitam a otimização de sistemas de refrigeração baseados em refrigerantes naturais e com reduzido GWP incorporando aspectos de eficiências energética e ambiental. (AU)

Publicações científicas

(13)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RIBATSKI, G.. A Critical Overview on the Recent Literature Concerning Flow Boiling and Two-Phase Flows Inside Micro-Scale Channels. EXPERIMENTAL HEAT TRANSFER, v. 26, n. 2-3, SI, p. 198-246, MAR 1 2013. (11/50176-2, 05/60031-0)

KANIZAWA, FABIO TOSHIO; TIBIRICA, CRISTIANO BIGONHA; RIBATSKI, GHERHARDT. Heat transfer during convective boiling inside microchannels. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 93, p. 566-583, FEB 2016. (11/01372-3, 14/06902-9, 15/00854-5, 10/20670-2, 11/50176-2)

TIBIRICA, CRISTIANO BIGONHA; RIBATSKI, GHERHARDT. Flow boiling in micro-scale channels - Synthesized literature review. INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRIGERATION-REVUE INTERNATIONALE DU FROID, v. 36, n. 2, p. 24-pg., 2013-03-01. (05/60031-0, 11/01372-3, 11/50176-2)

RIBATSKI, G.. A Critical Overview on the Recent Literature Concerning Flow Boiling and Two-Phase Flows Inside Micro-Scale Channels. EXPERIMENTAL HEAT TRANSFER, v. 26, n. 2-3, p. 49-pg., 2013-03-01. (05/60031-0, 11/50176-2)

SEMPERTEGUI-TAPIA, DANIEL FELIPE; RIBATSKI, GHERHARDT. Flow boiling heat transfer of R134a and low GWP refrigerants in a horizontal micro-scale channel. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 108, p. 16-pg., 2017-05-01. (10/17605-4, 11/50176-2)

SEMPERTEGUI-TAPIA, DANIEL FELIPE; RIBATSKI, GHERHARDT. Flow boiling heat transfer of R134a and low GWP refrigerants in a horizontal micro-scale channel. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 108, n. B, p. 2417-2432, MAY 2017. (10/17605-4, 11/50176-2)

TIBIRICA, CRISTIANO BIGONHA; RIBATSKI, GHERHARDT. Flow boiling in micro-scale channels - Synthesized literature review. INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRIGERATION-REVUE INTERNATIONALE DU FROID, v. 36, n. 2, SI, p. 301-324, MAR 2013. (11/01372-3, 11/50176-2, 05/60031-0)

SEMPERTEGUI-TAPIA, DANIEL FELIPE; RIBATSLZI, GHERHARDT. Two-phase frictional pressure drop in horizontal micro-scale channels: Experimental data analysis and prediction method development. INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRIGERATION-REVUE INTERNATIONALE DU FROID, v. 79, p. 143-163, JUL 2017. (11/50176-2, 10/17605-4)

TIBIRICA, CRISTIANO BIGONHA; RIBATSKI, GHERHARDT. Flow patterns and bubble departure fundamental characteristics during flow boiling in microscale channels. EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE, v. 59, p. 152-165, NOV 2014. (11/01372-3, 11/50176-2, 05/60031-0)

SOUZA LARA LEAO, HUGO LEONARDO; CHAVEZ, CRISTIAN A.; DO NASCIMENTO, FRANCISCO JULIO; RIBATSKI, GHERHARDT. An analysis of the effect of the footprint orientation on the thermal-hydraulic performance of a microchannels heat sink during flow boiling of R245fa. APPLIED THERMAL ENGINEERING, v. 90, p. 907-926, NOV 5 2015. (11/50176-2)

KANIZAWA, FABIO TOSHIO; RIBATSKI, GHERHARDT. Void fraction predictive method based on the minimum kinetic energy. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 38, n. 1, p. 209-225, JAN 2016. (15/00854-5, 11/50176-2, 14/06902-9, 10/20670-2)

CHAVEZ, CRISTIAN A.; LEAO, HUGO L. S. L.; RIBATSKI, GHERHARDT. Evaluation of thermal-hydraulic performance of hydrocarbon refrigerants during flow boiling in a microchannels array heat sink. APPLIED THERMAL ENGINEERING, v. 111, p. 703-717, JAN 25 2017. (11/50176-2)

SEMPERTEGUI-TAPIA, DANIEL FELIPE; RIBATSKI, GHERHARDT. The effect of the cross-sectional geometry on saturated flow boiling heat transfer in horizontal micro-scale channels. EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE, v. 89, p. 98-109, DEC 2017. (10/17605-4, 11/50176-2)