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Título: Estudo experimental para a obtenção do coeficiente de transferência de calor por ebulição em um termossifão de vidro
Título(s) alternativo(s): Experimental analysis of the boiling process in a glass thermosyphon
Autor(es): Barddal, Cesar Augusto
Orientador(es): Santos, Paulo Henrique Dias dos
Palavras-chave: Calor - Transmissão
Pontos de ebulição
Coletores solares
Escoamento bifásico
Engenharia mecânica
Heat - Transmission
Boiling-points
Solar collectors
Two-phase flow
Mechanical engineering
Data do documento: 10-Dez-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: BARDDAL, Cesar Augusto. Estudo experimental para a obtenção do coeficiente de transferência de calor por ebulição em um termossifão de vidro. 2018. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.
Resumo: Os termossifões são amplamente utilizados para dar auxílio na obtenção de energia térmica não só em sistemas industriais, mas também em equipamentos domésticos, tais como: coletores solares para o aquecimento da água de uso doméstico. Sua principal vantagem é trabalhar com a mudança de fase do fluido de trabalho, fazendo com que a taxa de transferência de calor seja ampliada e devido a esse fato, esses componentes são mais compactos e mais eficientes quando comparados com tubos de calor convencionais. No dimensionamento de sistemas que utilizam essa tecnologia, o principal parâmetro a ser determinado, por ser a base do projeto do restante do equipamento, é o coeficiente de transferência de calor bifásico no interior de evaporador. Este coeficiente se altera ao passo que as características do escoamento interno ao tubo se modificam, sendo assim para a realização deste trabalho foi feita uma revisão bibliográfica dos regimes de ebulição e das correlações existentes até o presente momento. Adicionalmente, foram realizados experimentos em uma bancada contendo um termossifão de vidro, utilizando-se água como fluido de trabalho e um resistor elétrico como fonte de energia na forma de calor. Foi variada a potência na fita de 60 até 100 W e então os dados obtidos em bancada foram comparados com a teoria e a análise mostrou que nenhuma das correlações utilizadas no presente trabalho se aproximou dos resultados obtidos experimentalmente.
Abstract: Thermosyphons are widely used to aid in obtaining thermal energy not only in industrial systems, but also in domestic equipment, such as: solar collectors for domestic water heating. Its main advantage is to work with the phase change of the working fluid, causing the heat transfer rate to be increased and due to this fact, these components are more compact and more efficient when compared with conventional heat pipes. In the design of systems that use this technology, the main parameter to be determined, being the basis of the design of the rest of the equipment, is the coefficient of biphase heat transfer inside the evaporator. This coefficient changes while the characteristics of the internal flow to the tube change, so for the accomplishment of this work a bibliographical review of the boiling regimes and of the existing correlations up to the present moment was made. In addition, experiments were carried out on a bench containing a glass thermosyphon, using water as working fluid and an electric resistor as a source of energy in the form of heat. The power in the tape was varied from 60 to 100 W and then the bench data were compared with the theory and the analysis showed that none of the correlations used in the present work approached the results obtained experimentally.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11782
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