Condensação convectiva do n-pentano em minicanais paralelos
| Autor: | Lima, Danielle dos Santos de |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Universidade Federal de Santa Catarina, Passos, Júlio César, Copetti, Jacqueline Biancon |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2017 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Repositório Institucional da UFSC Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) instacron:UFSC |
| Popis: | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. O constante desafio de reduzir custos e impactos ambientais vem incentivando grupos de pesquisa, em parcerias com a indústria, a desenvolverem equipamentos mais compactos e leves. Estudos concluíram que os escoamentos bifásicos são capazes de transferir elevados fluxos de calor, motivando a evolução destes estudos para a microescala. Esta pesquisa visa a análise da transferência de calor e da queda de pressão durante a condensação convectiva do n-pentano em um perfil de sete minicanais paralelos, com 1,46 mm de diâmetro de um perfil de alumínio. Para tanto, uma bancada experimental foi utilizada com os seguintes parâmetros de teste e suas faixas de variação: vazão mássica, 201,3 kg/m2s < G < 346,2 kg/m2s, pressão de entrada na seção de teste, 177,9 kPa < pe < 218,6 kPa, fluxo de calor, 10,0 kW/m2 < q < 17,5 kW/m2 e título de vapor, 0,76 < x < 1. Ao analisar os efeitos sobre o coeficiente de transferência de calor, notou-se que o aumento da vazão mássica gerou uma melhora no coeficiente de transferência de calor, enquanto que o aumento do fluxo de calor provocou um efeito contrário e a pressão de entrada não causou nenhum efeito significativo sobre este parâmetro. Já para a queda de pressão, o aumento da vazão mássica gerou uma maior queda de pressão, enquanto que o aumento da pressão de entrada provocou um resultado contrário e o fluxo de calor não causou nenhum efeito relevante neste parâmetro. Os resultados experimentais não concordaram muito bem com as correlações propostas na literatura. A correlação de Kim e Mudawar (2013) apresentou o menor erro médio relativo, 75%, para o coeficiente de transferência de calor e a correlação de Sum e Li (2017), para a queda de pressão, 27,3%. Posteriormente foram realizados testes de visualização utilizando câmera de alta velocidade, com o objetivo de observar os padrões de escoamento. Variando a vazão mássica entre 58 kg/m2s < G < 381 kg/m2s, os padrões de escoamentos observados concordaram com o mapa de padrões de Coleman e Garimella (GARIMELLA, 2006). Abstract : The constant challenge of reducing costs and environmental impacts has been encouraging research groups and industry partnerships to develop more compact and lightweight equipment. Studies have concluded that two phase flows are capable of transferring high heat fluxes, motivating the evolution of these studies to the microscale. This research aims to analyze the heat transfer and the pressure drop during the convective condensation of n-pentane in a profile of seven parallel minichannels with 1,46 mm in diameter of an aluminum profile. Therefore, an experimental apparatus was used with the following test parameters and their ranges: mass flux, 201,3 kg/m2s < G < 346,2 kg/m2s, inlet test pressure, 177,9 kPa < pe < 218,6 kPa, heat flux, 10,0 kW/m2 < q < 17,5 kW/m2 and quality, 0,76 < x < 1. By analysing the effects on the heat transfer coefficient, it was noted that the rise in the mass flux generated an improvement in the heat transfer coefficient, whereas the increase of the heat flux caused an opposite result and the inlet pressure did not have a significant effect on this parameter. As for the pressure drop, the rise in the mass flux generated a higher pressure drop, while the increase of the inlet pressure caused an opposite result and the heat flux did not cause a relevant effect in this parameter. The experimental results did not agree very well with the correlations proposed in the literature. Kim and Mudawar (2013) correlation presented the lowest relative mean error, 75%, for the heat transfer coefficient and Sum and Li (2017) correlation, for the pressure drop, 27,3%. Later, visualization tests were performed using a high speed camera, in order to observe flow patterns. By varying the mass flux rate between 58 kg/m2s < G < 381 kg/m2s, the observed flow patterns agreed with the Coleman and Garimella standards map. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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