Dissertação
{pt_PT=Avaliação das condições críticas para a ocorrência de ebulição em permutadores de calor líquido/gás} {} EVALUATED
{pt=O presente trabalho tem como objetivo desenvolver, construir e testar uma instalação experimental para caracterizar as condições dr ocorrência de ebulição num arrefecedor intermédio do tipo líquido-ar e assim compreender este fenómeno. A secção de testes projetada foi adaptada a uma instalação experimental para simular o funcionamento de um permutador de calor e instalou-se a instrumentação necessária para a recolha de dados. Foram determinados os ângulos de contacto entre as superfícies de teste, de alumínio 3003, e os líquidos para caracterizar a sua interação. A rugosidade das superfícies foi medida para caracterizar a topografia das mesmas. Conduziram-se testes de ebulição em escoamento com água e com uma mistura de etilenoglicol com água (50/50 em volume) para entender se a secção de testes e a instalação experimental identificavam, através de diferentes métodos presentes na literatura, o início da ebulição e realizou-se uma comparação dos resultados obtidos. Concluiu-se que a mistura necessita de um fluxo de calor e sobreaquecimento superiores para iniciar a ebulição, quando comparada com a água para as mesmas condições experimentais. Realizaram-se testes com caudais mássicos de 3,5 kg/h, 5 kg/h e 10 kg/h que verificaram o aumento de sobreaquecimento necessário para o ONB com o aumento do caudal mássico. Através de uma câmara de alta velocidade registou-se o início e diferentes fases e fenómenos de ebulição nucleada. Globalmente, os testes realizados demonstram que a instalação desenvolvida permite estudar as condições críticas de ocorrência de ebulição nucleada, nas condições de funcionamento estipuladas para o permutador de calor em estudo., en=The present work aims to design, assemble and test an experimental setup to characterise the critical conditions for the occurrence of boiling in a WCAC intercooler and thus better understand this phenomenon. To carry out this study, a test section was adapted to an experimental setup to simulate the operation of the heat exchanger, and the necessary instrumentation for data collection was installed. The contact angles between the test surfaces, made of 3003 aluminium, and the liquids were determined. The roughness of the surfaces was measured. Boiling tests were conducted with water and with a mixture of ethylene glycol and water (50/50 by volume) to understand if the test section and the experimental setup were able to identify, through different methods, the onset of boiling and a comparison of the results obtained was performed. It was concluded that the mixture needs a higher heat flux and excess temperature to initiate boiling compared to water for the same experimental conditions. Boiling tests with a mass flow rates of 3.5 kg/h, 5 kg/h and 10 kg/h were carried out, which showed that the excess temperature required for the onset of nucleate boiling increased with increasing mass flow rate. A high-speed camera was used to record the onset and different phases of nucleated boiling. Overall the setup can be used to perform a detailed study on the critical conditions for the occurrence of boiling, for the established working conditions, for the heat exchanger of interest in the context of this study.}
dezembro 14, 2021, 9:0
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