Condensação conectiva em canais de pequenos diâmetros, com e sem uma fronteira porosa

• Ano de defesa: 2000
• Autor(a) principal: Riehl, Róger Ribeiro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: canais de pequenos diâmetros; condensação convectiva; convective condensation; meniscus; rneniscus; small diarneter channeis
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18135/tde-04062024-144208/

A necessidade de realização do controle térmico em áreas reduzidas tem levado à compactação cada vez maior de trocadores de calor. Trocadores de calor com canais de pequenos diâmetros apresentam um alto grau de compactação, aliado à uma elevada capacidade de dissipação de calor, tanto para escoamento monofásico como bifásico, porém resultam em elevadas perdas de carga. Este trabalho apresenta um estudo experimental e analítico da condensação convectiva em canais de pequenos diâmetros. Dois tipos de trocadores de calor foram testados: com canais convencionais e com canais onde uma fronteira porosa estava presente. Testes foram realizados para baixas e altas vazões e duas temperaturas de saturação. Para baixas vazões, os condensadores com canais de pequenos diâmetros apresentavam excelente capacidade de dissipação de calor, com Números de Nusselt elevados. Para o condensador com uma fronteira porosa, o Número de Nusselt era maior do que aquele verificado no condensador convencional, com o mesmo tamanho de canal. Para vazões mais elevadas, o Número de Nusselt e a perda de carga apresentaram-se ainda mais elevados do que aqueles verificados nos testes para baixas vazões. Quatro regimes de escoamento puderam ser observados: anular, a bolhas, pistonado e estratificado. Correlações para o cálculo do Número de Nusselt e perda de carga foram obtidas, mostrando um excelente grau de correlação. Um modelo analítico do processo de transferência de calor em canais de pequenos diâmetros foi desenvolvido, onde a espessura do filme líquido e a curvatura dos \"meniscus\" puderam ser calculados, mostrando boa correlação com os experimentos. A partir desse estudo, é possível concluir que trocadores de calor com canais de pequenos diâmetros apresentam uma nova opção para futuros projetos devido`a sua forma compacta e elevada capacidade de dissipação de calor. As correlações e o modelo analítico desenvolvidos podem ser utilizados ) como ferramenta para novos projetos