Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ABYNLA
metadata.dc.type: Dissertação de Mestrado
Title: Estudo experimental e modelo matemático sobre ebulição em vaso para água destilada e nanofluido de grafeno
metadata.dc.creator: Eder Cesar Dias
metadata.dc.contributor.advisor1: Luiz Machado
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Antonio Ferreira Avila
metadata.dc.description.resumo: O estudo de diferentes fluidos para serem usados em ebulidores e em vasos de pressão é uma tendência em todo o mundo. Entre os diferentes fluidos estudados, uma classe se destaca: os nanofluidos. Estes fluidos são obtidos de uma dispersão homogênea de nanopartícula em um fluido, por exemplo, a água pura. Esta pesquisa focou no projeto, construção e testes de um aparato experimental, o qual empregou um nanofluido com carbono nanoestruturado (multi-camadas de grafeno) e água pura. O objetivo foi determinar a curva de ebulição em regime de ebulição nucleada, bem como a determinação do coeficiente de transferência de calor neste regime, para uma faixa de temperatura. Um modelo de transferência de calor foi desenvolvido para predizer o perfil de temperatura e o fluxo de calor no sistema. O modelo foi desenvolvido utilizando o software EES (Engineering Equation Solver) e cinco diferentes correlações para o estudo da transferência de calor na ebulição em vaso foram empregadas. A partir dos dados obtidos nos testes, foi possível estimar a curva de ebulição no regime de ebulição nucleada, o coeficiente de transferência de calor e a acurácia do modelo para cada uma das cinco correlações. Constatou-se que a correlação de Forster- Zuber mostrou-se a mais precisa. Nanofluidos foram preparados com a concentração mássica de 0,125%, 0,250%, 0,5% e 1% de partículas de grafeno dissolvidas em água destilada. A utilização de nanofluidos resultaram valores de fluxo de calor de 7% a 19% maiores quando comparados aos da água destilada. O nanofluido com concentração mássica de 0,5% foi o mais eficiente entre as configurações testadas e apresentou a maior transferência de calor,resultando em valores para o coeficiente de transferência de calor de 2% a 10% superiores ao coeficiente obtido para água pura.
Abstract: The study of different fluids to be used in boilers and pressure vessel is a worldwide trend. Among the different fluids investigated, one class stands, i.e. nanofluids. These fluids are resulting from homogeneous dispersion of nanoparticle into fluids, e.g. water. This research focused on design, manufacturing and testing of a bench device which employed a carbon based nanoparticle (Multi-layer graphene) water nanofluido. The main goal was to measuring the boiling nucleation curve and the heat transfer coefficient by boiling. The heat transfer model was developed to predict the temperature profile and heat flux in the system.The model was developed using the EES software (Engineering Equation Solver) and five different heat transfer correlations were employed to estimate the heat flux and the system temperature profile. Based on data obtained from the tests, it was possible to evaluate theboiling curve and the heat transfer coefficient of system, as well as the model accuracy. It was observed that the Forster-Zuber correlation proved to be more accurate. Nanofluids were obtained with a mass concentration of 0,125%, 0,250%, 0,5% and 1% of graphene nanoparticles dispersed in the distillated water. The use of nanofluids resulted in values of heat flux from 7% to 19% higher than of the pure water. The mass concentration of 0.5% was the most effective among the configurations to get higher heat transfer, resulting in values forheat transfer coefficient from 2 to 10% higher compared to pure water.
metadata.dc.subject.other: Engenharia mecânica
metadata.dc.language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
metadata.dc.publisher.initials: UFMG
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ABYNLA
Issue Date: 29-Apr-2016
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