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Título: Influência do fluido de trabalho no desempenho térmico de termossifões
Título(s) alternativo(s): Influence of working fluid on thermal performanceff thermosyphons
Autor(es): Russo, Gabriel Mancebo
Orientador(es): Alves, Thiago Antonini
Palavras-chave: Permutadores térmicos
Tubos de calor
Meios de transferência de calor
Desempenho - Avaliação
Heat exchangers
Heat pipes
Heat-transfer media
Performance - Evaluation
Data do documento: 11-Dez-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: RUSSO, Gabriel Mancebo. Influência do fluido de trabalho no desempenho térmico de termossifões. 2017. 47 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2017.
Resumo: Os termossifões são dispositivos passivos de transferência de calor que utilizam o calor latente de vaporização para realizar a troca térmica com uma pequena diferença de temperatura. É constituído por um tubo metálico evacuado em seu interior que pode ser preenchido por diferentes fluidos de trabalho, cada um desses fluidos possui características que definem a operacionalidade do termossifão. Neste trabalho foi executada uma investigação experimental do desempenho térmico de diferentes fluidos de trabalho em termossifões que podem ser utilizados no controle térmico de equipamentos eletroeletrônicos. Os fluidos de trabalhos considerados foram acetona, água, etanol e metanol. Os termossifões foram fabricados de cobre com um diâmetro externo de 9,45 mm, diâmetro interno de 7,75 mm e comprimento total de 200 mm, com um evaporador de 80 mm de comprimento, uma seção adiabática de 20 mm de comprimento e um condensador de 100 mm de comprimento. Os termossifões foram carregados com 1,39 mL de fluido de trabalho, correspondendo a uma razão de preenchimento de 40% do volume do evaporador. Os testes experimentais foram executados na posição vertical considerando cargas térmicas de 5 W e 25 W em um ambiente com temperatura controlada a 20 ºC dentro do Laboratório de Controle Térmico (LabCT) do Departamento Acadêmico de Mecânica (DAMEC) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) Câmpus Ponta Grossa. Os termossifões operaram satisfatoriamente em todos os testes. A distribuição da temperatura de operação em função do tempo e o comportamento da resistência térmica em função da potência dissipada foram apresentados para cada fluido de trabalho analisado. Os resultados obtidos indicaram que a acetona é o fluido de trabalho que apresenta o melhor desempenho térmico.
Abstract: Thermosyphons are passive devices that use latent heat to perform heat exchange with a small temperature difference. It is composed of a metallic tube evacuated and filled by diverse working fluids, each of these fluids have characteristics that define the operability of the thermosyphon. In this research, an experimental investigation was performed of the thermal performance of different working fluids in thermosyphons that can be used in thermal control of electronic equipment. The working fluids were considered acetone, water, ethanol, and methanol. The thermosyphons are manufactured of copper with an outer diameter of 9.45 mm, an inner diameter of 7.75 mm, a total length of 200 mm, whereas an evaporator of 80 mm length, an adiabatic region of 20 mm in length and a condenser of 100 mm in length. They were loaded with 1.39 mL of the working fluid, corresponding to a filling ratio of 40% of the evaporator volume. Experimental tests were performed in a vertical position considering thermal loads from 5 W and 25 W in an environment with temperature controlled at 20 ºC inside the Laboratory of Thermal Control (LabCT) of the Academic Department of Mechanics (DAMEC) of the Federal University of Technology - Paraná (UTFPR) Ponta Grossa Campus. The thermosyphons operated satisfactorily in all the tests. The operating temperature distribution as a function of time and the heat resistance behavior as a function of power dissipation have been presented for each analyzed working fluid. the results obtained indicated that acetone is the working fluid that has the best thermal performance.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12649
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