Investigação experimental das propriedades termofísicas e da convecção forçada de nanofluido de grafeno

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Flores, Marcelo Costa
• Orientador(a): Bandarra Filho, Enio Pedone
• Banca de defesa: Souza, Francisco José de , Anjos, Gustavo Rabello dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia mecânica; Nanofluidos; Grafeno; Calor - Transmissão; Propriedades termofísicas; Transferência de calor; Convecção; Perda de carga; Nanofluid; Graphene; Thermophysical properties; Heat transfer; Convection; Pressure drop
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17761; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.480

Este trabalho apresenta a investigação experimental do desempenho termo-hidráulico do nanofluido composto por nanopartículas de grafeno dispersas em uma mistura de água e etilenoglicol numa proporção de 70:30% em volume. Os testes foram realizados sob convecção forçada no interior de um tubo circular com fluxo de calor uniforme na parede para o regime de transição laminar-turbulento. A vazão mássica variou de 40 a 70 g/s correspondendo aos números de Reynolds entre 3000 e 7500. O fluxo de calor foi mantido constante nos valores de 11, 16 e 21 kW/m², assim como, a temperatura de entrada em 15, 20 e 25°C. Foram produzidas três amostras de nanofluido com concentração em volume de 0,05%, 0,10% e 0,15%. Foram determinadas as propriedades termofísicas de todas as amostras que foram criticamente comparadas e discutidas com modelos teóricos mais comumente utilizadas na literatura. Inicialmente, experimentos com água destilada confirmaram a validade do equipamento experimental para os testes termo-hidráulicos. Logo após, as amostras de nanofluido que apresentaram maior condutividade térmica, correspondendo às concentrações em volume de 0,15% e 0,10% foram submetidas aos testes. O desempenho termo-hidráulico para ambas as amostras foi insatisfatório. Os coeficientes de transferência de calor por convecção dos nanofluidos reduziram, em média, para a amostra com =0,15% em 21% e para a amostra com =0,10% em 26%. A perda de carga das amostras foi superior ao fluido base. Por fim, a perda de carga e o coeficiente de transferência de calor por convecção das duas amostras também foram comparadas com modelos teóricos. Os modelos utilizados para a perda de carga apresentaram excelente concordância com os resultados experimentais, o que é notável considerando o regime de transição.