Análise computacional da convecção forçada no interior de microdissipador de calor segmentado baseado em PDMS

• Processo: 23/03492-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Elaine Maria Cardoso
• Beneficiário: Raíssa Guimarães Mendonça Corrêa
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia. Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/14537-8 - Análise de permutador de calor segmentado baseado em nanocompósito de PDMS com propriedades térmicas aumentadas para dissipação de calor, BE.EP.IC
• Assunto(s): Nanocompósitos Transferência de calor
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dissipadores de Calor Compactos | nanocompósitos | Pdms | sistemas microfluídicos | Transferência de Calor

Resumo

Neste projeto de pesquisa são propostos estudos analítico e computacional de escoamento monofásico em dissipadores de calor compactos baseados em microcanais segmentados, com o intuito de minimizar as instabilidades no sistema térmico e maximizar o coeficiente de transferência de calor. Dissipadores de calor segmentados associados a fluidos refrigerantes de alto desempenho podem ser aplicados à aviônica de aeronaves militares e/ou comerciais, bem como na área aeroespacial, visto sua capacidade de dissipação de elevadas taxas de calor em volumes reduzidos, minimizando material utilizado em sua confecção e inventário de refrigerante no sistema. Neste trabalho, serão analisados dissipadores de calor segmentados baseados em poli(dimetilsiloxano) (PDMS) com diferentes geometrias. Testes experimentais serão realizados (Fapesp BPE Proc. 2022/03677-0), em paralelo ao presente estudo computacional, para investigar experimentalmente as características de queda de pressão para convecção forçada e o coeficiente de transferência de calor monofásico. Para a presente análise, será considerada como fluido de trabalho, água deionizada. A análise numérica será realizada por meio de solvers de CFD disponíveis em softwares comerciais ou de código aberto, considerando como dados de entrada as mesmas condições utilizadas para os testes experimentais. Para garantir a confiabilidade dos resultados, será realizada uma comparação dos dados obtidos, numericamente, para queda de pressão e coeficiente de transferência de calor, com os resultados experimentais obtidos pelo grupo de pesquisa. Uma segunda etapa será a variação de parâmetros geométricos do dissipador de calor, visando um melhor desempenho térmico e hidrodinâmico do sistema, para posterior implementação experimental.