Análise da aplicação de nanotecnologia em processos térmicos e de conversão de energia

Resumo

Em linhas gerais, este projeto trata do estudo experimental e teórico da ebulição nucleada em superfícies nanoestruturadas. A pesquisa envolve a construção de um aparato experimental e o desenvolvimento de técnicas experimentais e de análise de resultados. Será investigado a influência de superfícies nanoestruturadas e o nível de confinamento das bolhas de vapor sobre o coeficiente de transferência de calor e o fluxo de calor crítico. Aspectos envolvendo a secagem da superfície aquecedora, relacionados a efeitos de confinamento de bolhas, serão minuciosamente estudados através da análise de dados experimentais e da visualização do fenômeno de ebulição. O presente estudo envolverá também a caracterização das superfícies testadas, através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e ensaio de molhabilidade, antes e após os testes de ebulição; o estudo das diferentes concentrações dos nanofluidos utilizados para a deposição sobre os substratos, bem como, o tamanho das nanopartículas depositadas. No caso da ebulição nucleada confinada faz-se necessário um estudo mais aprofundado, a fim de aperfeiçoar sua utilização como técnica de intensificação e também minimizar os riscos que o confinamento implica quando é imposto pelo projeto, pois pode ocasionar problemas vinculados ao desencadeamento prematuro do fluxo crítico, o qual representa o limite de operação do sistema no regime de ebulição nucleada. Os testes serão realizados para diferentes fluidos de trabalho, água e HFE7100 (à pressão atmosférica e à temperatura de saturação) e, para superfícies aquecidas de cobre. A contribuição consiste em obter resultados de interesse da indústria de novos componentes de sistemas de refrigeração e de condicionamento de ar, bem como, de resfriamento de componentes eletrônicos de equipamentos de controle térmico de máquinas em geral, onde os fluxos de calor (W/m2) envolvidos são superiores aos proporcionados por sistemas monofásicos. (AU)