Comparação de dados experimentais de energia dissipada durante o impacto de uma gota em paredes aquecidas e resfriamento por spray

• Processo: 23/14469-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 20 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 11 de março de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Arthur Vieira da Silva Oliveira
• Beneficiário: Carlos Eduardo Brasil de Mendonça Rocha
• Supervisor: Yutaku Kita
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: King's College London, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 23/03243-3 - Resfriamento por sprays: modelagem térmica transiente com o método de Monte Carlo, BP.IC
• Assunto(s): Dissipação de energia Transferência de calor Gota
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dissipação de energia | Impacto de gota | Spray cooling | Transferência de Calor

Resumo

O impacto de gotas em superfícies é um processo presente em diversas aplicações da engenharia, como metalurgia, reatores nucleares, motores de combustão interna, turbinas de propulsão, resfriamento de componentes eletrônicos, entre outros. Para melhor caracterizar os processos hidrodinâmicos e térmicos durante o impacto de uma ou mais gotas em uma superfície aquecida, um projeto de pesquisa foi iniciado em 2022 com o apoio do Programa Jovem Pesquisador da FAPESP na EESC/USP (São Carlos), no qual várias técnicas ópticas serão usadas para realizar as medições necessárias. Até o momento, alguns testes envolvendo o impacto de uma única gota na parede foram realizados, mas é necessário avançar no trabalho para examinar o impacto de múltiplas gotas durante o resfriamento de uma placa metálica, ou seja, resfriamento por spray. Neste projeto de Iniciação Científica, realizaremos simulações numéricas de condução de calor tridimensionais e transientes representando o resfriamento por spray de uma placa metálica. Como condições de contorno para essas simulações, usaremos modelos mecanísticos hidrodinâmicos e térmicos do impacto de uma gota em uma parede aquecida disponíveis na literatura. No entanto, há muitas discrepâncias entre os resultados na literatura, e a origem dessas discrepâncias não é facilmente determinada devido aos diferentes métodos de geração de gotas, diferentes formas de análise dos dados experimentais e outras abordagens experimentais. Por esse motivo, é importante não apenas ter dados disponíveis na literatura para comparação, mas também diferentes dados experimentais brutos para processar e encontrar as razões que podem explicar a grande diferença entre os resultados de diferentes artigos. Portanto, o atual projeto de Estágios de Pesquisa no Exterior (BEPE) busca compilar e comparar dados experimentais sobre a dissipação de energia para gotas isoladas: aqueles obtidos no Brasil durante projetos anteriores, aqueles coletados pelo Dr. Kita, professor do King's College London, e outros publicados na literatura. Dados experimentais de experimentos de resfriamento por spray conduzidos pelo Dr. Kita também estarão disponíveis para análise, permitindo a aquisição de resultados confiáveis para comparação com as simulações numéricas de resfriamento por spray que são o objetivo da Iniciação Científica no Brasil. (AU)