Avaliação teórica-experimental dos limites da transferência de calor em tubos de calor

• Processo: 13/26456-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2014
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: Cristiano Bigonha Tibirica
• Beneficiário: Marco Antonio Covielo
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Transferência de calor Mudança de fase Condensação Evaporação Ebulição Durabilidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: condensação | evaporação | microcanais | mudança de fase | Transferência de Calor | Tubos de Calor | Transferência de calor com mudança de fase

Resumo

Esta proposta de pesquisa de Iniciação Científica se insere em uma série de projetos envolvendo a transferência de calor com mudança de fase em trocadores de calor compactos atualmente em execução pelo Grupo de Transferência de Calor e Massa do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia de São Carlos - USP. Uma das técnicas de ampla aplicação desenvolvida neste grupo é a técnica de ebulição convectiva em microcanais, a qual possibilita a construção de dissipadores de calor compactos que podem transferir fluxos de calor superiores a 100MW/m2. Porém nesta técnica, existe a necessidade de bombas ou compressores no sistema para sua a operação, o que gera custos adicionais. Tubos de calor são dispositivos passivos que transportam calor de uma fonte de calor (evaporador) para um absorvedor de calor (condensador) utilizando o calor latente de vaporização do fluido de trabalho. Sua grande vantagem em relação a ebulição convectiva é, que por serem passivos, não necessitam de bomba ou compressor para funcionarem, refletindo em uma operação e funcionamento mais simples, o que leva a maior durabilidade e baixa manutenção. Suas maiores limitações são as menores taxas de transferência de calor, limitações em relação a distâncias operacionais entre o evaporador e condensador, e a maior sensibilidade à efeitos gravitacionais. Nesse sentido, esta proposta de pesquisa tem o objetivo de avaliar tubos de calor em condições experimentais similares a já avaliadas, utilizando a técnica de ebulição convectiva em microcanais e assim determinar limites de operação e aplicação entre as técnicas de tubos de calor e ebulição convectiva. Tubos de calor de duas configurações serão avaliados com diâmetros hidráulicos cujo limite inferior é de 0,40 mm e operando com os fluidos acetona, água, etanol e R245fa. Espera-se ao final deste projeto ter um mapa mais amplo dos nichos de aplicação de cada uma destas duas técnicas e mostrar novos potenciais de aplicação para técnicas de tubos de calor.