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

• Processo: 19/15250-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de outubro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Elaine Maria Cardoso
• Beneficiário: Leonardo Lachi Manetti
• Supervisor: Ana Sofia Oliveira Henriques Moita
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Instituto Superior Técnico (IST), Portugal
• Vinculado à bolsa: 17/13813-0 - Utilização de superfícies estendidas - espumas metálicas - para intensificação da transferência de calor por ebulição, BP.DR
• Assunto(s): Ebulição Transferência de calor Mudança de fase Piscinas Experimentação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Coeficiente de Transferência de Calor | Ebulição em piscina | Espumas metálica | Fluidos dielétricos | modelo de predição | Transferência de Calor com Mudança de Fase

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)

Publicações científicas

(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)

MANETTI, LEONARDO LACHI; OLIVEIRA HENRIQUES MOITA, ANA SOFIA; DE SOUZA, REINALDO RODRIGUES; CARDOSO, ELAINE MARIA. Effect of copper foam thickness on pool boiling heat transfer of HFE-7100. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 152, MAY 2020. (19/15250-9, 13/15431-7, 17/13813-0, 19/02566-8)

MANETTI, LEONARDO LACHI; HENRIQUES MOITA, ANA SOFIA OLIVEIRA; CARDOSO, ELAINE MARIA. A new pool boiling heat transfer correlation for wetting dielectric fluids on metal foams. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 171, p. 15-pg., 2021-02-19. (19/02566-8, 17/13813-0, 19/15250-9)

MANETTI, LEONARDO LACHI; DE OLIVEIRA, IAGO LESSA; CARDOSO, ELAINE MARIA. Thermal efficiency of open-cell metal foams: Impact of foam thickness by comparing correlations and numerical modeling. APPLIED THERMAL ENGINEERING, v. 207, p. 12-pg., 2022-02-16. (17/13813-0, 13/15431-7, 19/02566-8, 19/15250-9)