Estudo experimental da ebulição convectiva no interior de microcanais únicos sujeitos a aquecimento localizado com variações cíclicas do fluxo de calor (2017)
- Authors:
- Autor USP: AGUIAR, GUSTAVO MATANA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Assunto: TRANSFERÊNCIA DE CALOR
- Keywords: Ebulição convectiva; Microcanais; Aquecimento transiente; Hotspot; Coeficiente de transferência de calor
- Language: Inglês
- Abstract: A ebulição convectiva no interior de microcanais é um método promissor para o gerenciamento térmico de dispositivos que dissipam elevados fluxos de calor. Como requisitos adicionais, estes dispositivos comumente operam sob variações temporais do fluxo de calor e na presença de hotspots (regiões de elevada dissipação de calor), e.g. CPUs e painéis fotovoltaicos de alta concentração. Até o presente momento, um número crescente de estudos, porém limitado, explorou as consequências da presença de hotspots na eficiência da remoção de calor durante a ebulição convectiva no interior de microcanais. O número de estudos abrangendo o aquecimento transiente durante a ebulição convectiva no interior de microcanais é ainda mais escasso. Dentro deste contexto, o presente estudo envolve a investigação experimental do comportamento transiente do grau de superaquecimento da parede e do coeficiente de transferência de calor em um hotspot sujeito a pulsos de calor durante a ebulição convectiva. Ensaios foram realizados para o fluido R 134a a temperatura de saturação de 31 DC no interior de tubos circulares de aço inoxidável com diâmetros de 0.5 e 1.1 mm. Foi realizada uma analise paramétrica sobre os efeitos na transferência de calor da velocidade mássica, título de vapor local e o formato da onda de pulsos de calor e sua respectiva amplitude, frequência e o fluxo de calor médio correspondente. A análise paramétrica revelou que as flutuações do grau de superaquecimento da parede são resultado da superposição dos efeitos de inercia térmica, relacionados a condução de calor na parede do tubo, e da ebulição convectiva. O nível das flutuações do grau de superaquecimento da parede se elevou com o aumento da velocidade mássica, título de vapor e amplitude dos pulsos de calor, e com a redução da frequência dos pulsos de calor e do fluxo de calor médio.Os resultados indicaram o decréscimo das oscilações de temperatura com a intensificação dos efeitos de ebulição nucleada. Oito métodos para a previsão do coeficiente de transferência de calor durante a ebulição convectiva em canais de diâmetro reduzido, desenvolvidos baseado em banco de dados obtido em condições de aquecimento uniforme e permanente, foram extrapolados para resultados transientes compreendendo pulsos de calor deste trabalho. Os métodos de Kanizawa et al. (2016) e Kim e Mudawar (2013) proporcionaram previsões satisfatórias do coeficiente de transferência de calor médio e da amplitude das flutuações do superaquecimento da parede. Ao final deste estudo, uma metodologia para prever o comportamento transiente do superaquecimento da parede durante pulsos de calor cíclicos é apresentada. A eficácia desta metodologia em reproduzir as principais tendências observadas nos dados experimentais é demonstrada.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2017
- Data da defesa: 15.12.2017
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ABNT
AGUIAR, Gustavo Matana. Estudo experimental da ebulição convectiva no interior de microcanais únicos sujeitos a aquecimento localizado com variações cíclicas do fluxo de calor. 2017. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. . Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Aguiar, G. M. (2017). Estudo experimental da ebulição convectiva no interior de microcanais únicos sujeitos a aquecimento localizado com variações cíclicas do fluxo de calor (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. -
NLM
Aguiar GM. Estudo experimental da ebulição convectiva no interior de microcanais únicos sujeitos a aquecimento localizado com variações cíclicas do fluxo de calor. 2017 ;[citado 2024 abr. 19 ] -
Vancouver
Aguiar GM. Estudo experimental da ebulição convectiva no interior de microcanais únicos sujeitos a aquecimento localizado com variações cíclicas do fluxo de calor. 2017 ;[citado 2024 abr. 19 ]
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