[en] EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON THE VISCOSITY OF NANOFLUIDS IN THE LOW TEMPERATURE RANGE

Autor: GUILHERME CUNHA MAIA NOBRE
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Druh dokumentu: TEXTO
DOI: 10.17771/PUCRio.acad.32483
Popis: [pt] O uso de nanofluidos na área de Termociências tem sido de grande interesse tendo em vista possibilitar uma melhora significativa na capacidade de transferência de calor em máquinas térmicas. Isto se deve em função da presença de partículas em suspensão com diâmetros menores que 100 nm que são dispersas em fluidos convencionais. Parâmetros como viscosidade e condutividade térmica são fatores determinantes no desempenho desses materiais como fluidos térmicos em diferentes aplicações. O presente trabalho teve como objetivo a realização de ensaios experimentais para determinação da viscosidade dinâmica e da tensão cisalhante de três nanofluidos com diferentes composições, sob condições de temperatura controlada (faixa de -10 graus Celsius a 30 graus Celsius). Dois parâmetros adicionais - taxa de cisalhamento e taxa de rotação - foram condicionantes nos ensaios. A montagem da bancada experimental foi realizada a partir do acoplamento de um viscosímetro rotativo com um banho termostático. As curvas obtidas mostraram incremento da viscosidade dinâmica com a temperatura para os nanofluidos em relação aos seus fluidos base. Houve também incremento da viscosidade relativa, sobretudo para temperaturas mais elevadas. Os nanofluidos apresentaram comportamento não newtoniano. Para elevadas taxas de cisalhamento, as medições de viscosidade tendem a valores constantes. Correlações entre viscosidade com temperatura e com taxa de cisalhamento foram construídas seguindo funções exponenciais decrescentes e de potência, respectivamente. Os resultados obtidos neste trabalho acrescentam conhecimento à literatura científica sobre a viscosidade e o comportamento reólógico de nanofluidos a baixas temperaturas.
[en] The use of nanofluids in the Thermosciences has been of great interest since it enables a substantial improvement in the heat transfer capacity in thermal machines. This is possible due to the presence particles in suspension, with diameters less than 100 nm, dispersed in conventional fluids. Parameters such as viscosity and thermal conductivity are determining factors in the performance of these materials as thermal fluids in different applications. The objective of the present work was to determine the dynamic viscosity and the shear stress of three distinct nanofluids under controlled temperature conditions (range -10 Celsius degrees to 30 Celsius degrees) at laboratory. In addition, shear rate and rotation rate were also conditioning parameters. The experimental apparatus was assembled coupling a viscometer with a thermal bath. The obtained results showed an increase of the dynamic viscosity with temperature for all nanofluids with respect to their base fluids. An increase of the relative viscosity was also observed especially at higher temperatures. The three nanofluids have shown a non-newtonian behavior. With high shear rates, the measured viscosities tended towards constant values. Curve adjustments were performed between viscosity vs temperature and viscosity vs shear rate using exponential decay function and the Power Law, respectively. The achievements of this research added scientific understanding about the viscosity and rheological behavior of nanofluids at low temperatures.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: