Estudo da dinâmica de bolhas durante a ebulição nucleada

• Processo: 23/12381-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Debora Carneiro Moreira
• Beneficiário: Gabriel Santinello Chahad
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/06392-7 - Estudo experimental e modelagem da intensificação da transferência de calor por ebulição nucleada através da texturização de surperfícies, AP.GR
• Assunto(s): Engenharia de superfícies Mudança de fase Nucleação Transferência de calor
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Crescimento de bolha | Ebulição em piscina | Engenharia de Superfícies | mudança de fase | nucleação | Técnicas ópticas | Transferência de calor

Resumo

A ebulição nucleada tem forte dependência com os mecanismos de interação interfacial entre o fluido e a superfície aquecida, e o desempenho de transferência de calor de evaporadores está diretamente relacionado com características de nucleação, crescimento e desprendimento de bolhas, bem como das interações entre bolhas. Este trabalho tem como objetivo o estudo da dinâmica de bolhas de vapor oriundas de sítios de nucleação únicos artificialmente criados na superfície de seções de testes em um aparato experimental de ebulição em piscina, tendo água como fluido de trabalho. As dimensões e os tempos de nucleação, crescimento e desprendimento de bolhas serão observados com uma câmera de alta velocidade. A topografia das cavidades criadas nas seções de testes e características topológicas da superfície ao seu redor serão quantificadas a partir de medidas com um microscópio confocal, e a molhabilidade e adesão de líquido à superfície serão avaliados por medidas de ângulos de contato estáticos e dinâmicos. O desempenho geral de transferência de calor das seções de testes com cavidades artificiais será comparado com aquele de superfícies planas de referência. Efeitos de condições operacionais da câmara de ebulição serão analisados, bem como características materiais e topológicas da superfície no entorno do sítio de nucleação. A análise dos dados de temperaturas e pressão na câmara de ebulição e das imagens da formação de bolhas será conduzida com scripts criados em Matlab, que calcularão o coeficiente de transferência de calor, o fluxo de calor e a temperatura da parede, bem como dimensões e velocidades das bolhas durante os experimentos.