Avaliação do desempenho de um nanofluido de ouro em trocador de calor de casco e tubo helicoidal

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Fogaça, Marina Borsuk
• Orientador(a): Gomez, Rozane de Fátima Turchiello
• Banca de defesa: Souza, Gelson Biscaia de, Behainne, Jhon Jairo Ramirez, Alves, Thiago Antonini, Gomez, Rozane de Fátima Turchiello
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Permutadores térmicos; Solos e clima; Energia - Conservação; Análise numérica; Heat exchangers; Soils and climate; Energy conservation; Numerical analysis
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4172

Nanofluidos, que são suspensões de nanopartículas em fluido-base, têm sido considerados potenciais líquidos de arrefecimento, devido à sua condutividade térmica em alguns casos superior à de líquidos convencionais. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do nanofluido de ouro como líquido de arrefecimento, em um trocador de calor de casco e tubo helicoidal (TCCTH), utilizando-se água como fluido quente. Realizaram-se testes de transferência de calor com água e com nanofluido de ouro, em diferentes condições do sistema, visando-se conhecer, a partir de planejamentos fatoriais multiníveis, os efeitos da fração volumétrica das nanopartículas, da vazão dos fluidos envolvidos e da temperatura de entrada do fluido quente, na efetividade do TCCTH. O nanofluido de ouro foi produzido pelo método de Turkevich modificado, e os resultados da caracterização foram nanopartículas esféricas com diâmetro médio de (14±2) nm. Foram feitas duas diluições do nanofluido concentrado, cujas frações volumétricas de nanopartículas de ouro no nanofluido diluído foram 1,63x10-5% (Nanofluido A) e 6,53x10-5% (Nanofluido B). Os testes de transferência de calor foram realizados às vazões de 20, 30 e 40 L/h para ambos fluidos (quente e frio), e temperaturas de entrada do fluido quente de 40, 50 e 60°C. A máxima efetividade foi observada para o Nanofluido A, à menor vazão e à maior temperatura de entrada do fluido quente. A respeito da comparação dos resultados obtidos a partir dos diâmetros hidráulicos (Dhid) referentes às proposições de modelos da literatura com os resultados experimentais, verificou-se que o Dhid proposto por Salimpour (2009) apresentou resultados que mais se aproximaram dos valores experimentais, seguido por Incropera et al. (2011), e por último por Jamshidi et al. (2013).