Dissertação

{pt_PT=Experimental characterization of the flow and heat transfer inside a horizontal circular tube using C60/tetralin nanofluid} {} EVALUATED

{pt=Nesta dissertação foi estudado o comportamento hidrodinâmico e a transferência de calor em regime laminar, transição e turbulento do nanofluido C60/tetralin, dentro de um tubo, horizontal e circular, com 3.5 mm de diâmetro interno, com um fluxo de calor imposto na superfície. Foram experimentalmente testadas três concentrações diferentes do nanofluido (0.10%, 0.30% e 0.66% em massa) e tetralin puro a diferentes caudais mássicos e a temperaturas de entrada diferentes (25º, 35º e 45ºC). Os valores obtidos de temperatura e pressão permitiram o cálculo dos fatores de atrito e dos coeficientes de transferência de calor por convecção. Os resultados permitiram concluir que, à medida que a temperatura aumenta, o fator de atrito aumenta com o aumento da concentração em massa das partículas, o que representa um aumento da potência de bombeamento requerida. Por outro lado, também permitiram concluir que o coeficiente de transferência de calor melhora quando avaliado em função do número de Reynolds. No entanto, quando avaliado à mesma velocidade do escoamento, os resultados mostram uma diminuição do coeficiente de transferência de calor para o nanofluido de maior concentração de partículas, 0.66% em massa. Este efeito da adição das nanopartículas foi atribuído à diminuição de intensidade da turbulência e ao aumento da viscosidade dos nanofluidos. , en=In this thesis, the hydrodynamic behavior and the heat transfer of C60/tetralin nanofluid is investigated in a horizontal, circular, smooth, mini-tube with 3.5 mm of inner diameter, under an imposed constant heat flux, for laminar, transition and turbulent flow regimes. Three mass concentrations of nanofluid (0.10%, 0.30% and 0.66 mass%) as well as pure tetralin were experimentally tested at different mass flow rates and at three different inlet temperatures (25º, 35º and 45ºC). Temperature and pressure drop measurements were taken, allowing to determine friction factors and convective heat transfer coefficients. It was found that, with temperature raise, the friction factor increased with the mass concentration of the nanoparticles, which represents a penalty on the pumping power. The results also show that the convective heat transfer coefficient was enhanced when comparing data from heat transfer coefficient values plotted against the Reynolds number. However, when comparing the heat transfer coefficients for the same velocity of the flow, the results show a decrease in the heat transfer coefficient value for the 0.66 mass% nanofluid. This effect of the addition of C60 nanoparticles was attributed to the decrease of turbulence intensity as well as to the increased viscosity of the nanofluids. }
{pt=Nanofluidos, Concentração das nanopartículas, Temperatura, Fator de atrito, Coeficiente de transferência de calor, Regime de transição., en=Nanofluid, Nanoparticles concentration, Temperature, Friction factor, Convective heat transfer coefficient, Transition flow regime.}

Novembro 29, 2019, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Ana Sofia Oliveira Henriques Moita

IN+ Centro de Estudos em Inovação, Tecnologia e Políticas de Desenvolvimento

Investigadora FCT

ORIENTADOR

António Luís Nobre Moreira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado