Desenvolvimento de dissipadores de calor de alto desempenho baseados em multi-microcanais contendo superfícies micro- e nanoestruturadas visando aplicações em receptores solares

Resumo

A irradiação solar é uma fonte de energia renovável que pode ser aproveitada através da conversão em calor ou em eletricidade, e cuja importância econômica e tecnológica tem se elevado gradativamente. Ambas as aplicações necessitam da utilização de trocadores de calor, seja para aproveitar o calor gerado por um absorvedor ou para resfriar as células fotovoltaicas. A radiação concentrada em receptores solares pode resultar em fluxos de calor superiores a 150W/cm2. Valores similares são observados em processadores modernos de elevado desempenho, e motivaram parcela significativa das pesquisas recentes sobre ebulição convectiva em microcanais. Neste contexto, é primordial o desenvolvimento de dispositivos que proporcionem coeficientes de transferência de calor elevados, reduzida perda de pressão e minimizem instabilidades térmicas. Com base neste status quo, a presente proposta de pós-doutoramento aborda o projeto, a fabricação, e a caracterização experimental de dissipadores de calor de alto desempenho baseados em multi-microcanais contendo superfícies micro- e nano-estruturadas, de forma a intensificar a troca de calor por ebulição convectiva e minimizar efeitos de instabilidade térmica. O conceito dos novos dissipadores se baseará em estudos anteriores desenvolvidos pelo Grupo da EESC-USP e do RIT e em aspectos teóricos relacionados a nucleação e desprendimento de bolhas durante a ebulição convectiva. Os protótipos serão fabricados através de técnicas de micro- e nanofabricação, e sua caracterização se dará através da avaliação do coeficiente global de transferência de calor e da perda de pressão. Este projeto será desenvolvido junto ao Grupo de Pesquisa em Transferência de Calor da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, com um período de estágio pós-doutoral no Rochester Institute of Technology, sob supervisão do Prof. Satish G. Kandlikar. (AU)