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Desenvolvimento e avaliação de um método para determinação experimental da espessura de filmes líquidos no interior de superfícies circulares

Processo: 18/06057-8
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 15 de janeiro de 2019
Vigência (Término): 14 de julho de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
Pesquisador responsável:Gherhardt Ribatski
Beneficiário:Tiago Augusto Moreira
Supervisor: Gregory Nellis
Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Local de pesquisa: University of Wisconsin-Madison (UW-Madison), Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:16/16849-3 - Análise teórica-experimental do coeficiente de transferência de calor, perda de pressão e padrão de escoamento durante a condensação de misturas zeotrópicas de hidrocarbonetos no interior de tubos, BP.DR
Assunto(s):Condensação   Escoamento bifásico   Transferência de calor
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Condensação | Escoamento anular | Espessura do filme de líquido | Transfêrencia de calor em escoamentos bifásicos

Resumo

A estimativa da espessura do filme de líquido (EFL) em escoamentos anulares é crítica em processos de transferência de calor envolvendo escoamentos bifásicos, uma vez que a condução através do filme de líquido é a principal resistência térmica para a ebulição convectiva e para a condensação convectiva. Além disto, vale ressaltar que a parcela da perda de pressão por atrito também está associada às características do filme de líquido. Logo, a correta previsão da EFL é uma ferramenta crucial para o desenvolvimento de métodos de previsão para o coeficiente de transferência de calor, perda de pressão e fluxo crítico de calor (secagem de parede). Atualmente, o Multiphase Flow Visualization and Analysis Laboratory (MFVAL) coordenado pelo Prof. Gregory F. Nellis na Universidade de Wisconsin-Madison (classificada como 40ª melhor no mundo de acordo com a classificação da Times Higher Education ranking na área de engenharia e educação) está trabalhando no aperfeiçoamento da técnica, inicialmente proposta por Shedd e Newell (1998), para a medição da EFL em superfícies planas. Neste contexto, a presente proposta de estágio tem como objetivo que o estudante de doutorado aprenda o atual know-how sobre a medição da EFL desenvolvido pelo MFVAL na Universidade de Wisconsin-Madison. Também é esperado que, durante o estágio, o aluno estenda para geometrias curvas e avalie a acuracidade da técnica para medição da EFL, atualmente desenvolvida para superfícies planas. Após seu retorno ao Brasil, é esperado que o estudante implemente e utilize a técnica desenvolvida para avaliação da EFL no aparato presente no Heat Transfer Research Group da EESC-USP para estudos envolvendo a condensação convectiva. A partir dos dados para a EFL, e resultados experimentais obtidos previamente ao estágio no exterior para o coeficiente de transferência de calor e perda de pressão, novos modelos fenomenológicos para a fração de vazio, coeficiente de transferência de calor e perda de pressão serão propostos. É esperado também, baseando-se nas medições da EFL, separar o processo de condensação entre efeitos inerciais e efeitos gravitacionais dominantes, permitindo o desenvolvimento de métodos de previsão mecanicistas que incorporem a fenomenologia do processo. É importante ressaltar que esta proposta permite combinar a transferência de tecnologia para um grupo de pesquisa no Brasil e proporcionar experiência internacional para um estudante brasileiro que apresenta desempenho acima ao de seus colegas. (AU)

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Publicações científicas (4)
(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)
MOREIRA, TIAGO AUGUSTO; FURLAN, GABRIEL; DE SENA E OLIVEIRA, GUILHERME HENRIQUE; RIBATSKI, GHERHARDT. Flow boiling and convective condensation of hydrocarbons: A state-of-the-art literature review. APPLIED THERMAL ENGINEERING, v. 182, . (16/09509-1, 18/06057-8, 16/16849-3)
BAPTISTELLA, VICTOR EDUARDO CORTE; MOREIRA, TIAGO AUGUSTO; RIBATSKI, GHERHARDT. Liquid-film thickness during flow boiling of pure hydrocarbons and their mixtures. EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE, v. 144, p. 17-pg., . (16/16849-3, 20/10923-2, 18/06057-8, 19/08577-1)
MOREIRA, TIAGO AUGUSTO; AYUB, ZAHID H.; RIBATSKI, GHERHARDT. Convective condensation of R600a, R290, R1270 and their zeotropic binary mixtures in horizontal tubes. INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRIGERATION-REVUE INTERNATIONALE DU FROID, v. 130, . (18/06057-8, 16/16849-3, 19/08577-1)
MOREIRA, TIAGO AUGUSTO; BAPTISTELLA, VICTOR EDUARDO CORTE; RIBATSKI, GHERHARDT. Liquid-film thickness, flow pattern, and void fraction of hydrocarbons and their zeotropic mixtures during convective condensation. INTERNATIONAL JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW, v. 159, p. 23-pg., . (16/16849-3, 20/10923-2, 18/06057-8, 19/08577-1)

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