Utilização de superfícies estendidas - espumas metálicas - para intensificação da transferência de calor por ebulição

Resumo

Este trabalho tem como objetivo o estudo teórico e experimental da ebulição em piscina utilizando, como superfícies aquecedoras, superfícies de cobre modificadas por meio da adição de espumas metálicas. A pesquisa envolve a construção de um aparato experimental, bem como, o desenvolvimento de técnicas experimentais e de análise de resultados. Será investigada a influência das características superficiais sobre o coeficiente de transferência de calor, levando em consideração a geometria das superfícies estendidas, juntamente com os diferentes parâmetros envolvidos, como: material, densidade linear de poros, porosidade e espessura da espuma metálica. Aspectos envolvendo a interação superfície/fluido serão minuciosamente estudados por meio da análise dos dados experimentais obtidos e da visualização do fenômeno de ebulição com uma câmera de alta velocidade (possibilitando o estudo da dinâmica de formação e partida das bolhas de vapor). O presente estudo envolverá também a caracterização das superfícies testadas, utilizando técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaio de molhabilidade. Os testes serão realizados para HFE-7100, como fluido de trabalho (à pressão atmosférica e à temperatura de saturação) e para superfícies aquecidas de cobre plana e estendidas (espumas metálicas e não metálicas soldadas sobre a superfície de cobre plana por meio de brasagem). A contribuição deste trabalho consiste em obter resultados de interesse para a indústria de resfriamento de componentes eletrônicos e de equipamentos de controle térmico de máquinas em geral, bem como, aprofundar o conhecimento sobre o mecanismo responsável pelo aumento/degradação da transferência de calor em ebulição em piscina sobre superfícies estendidas, incluindo o desenvolvimento de um modelo fenomenológico semi-empírico.