Dissertação
{pt_PT=Caracterização experimental da transferência de calor em escoamento interno para misturas de água e etilenoglicol} {} EVALUATED
{pt=Este trabalho consiste na caracterização do escoamento, perdas de carga e transferência de calor em escoamento interno num tubo liso para água destilada e três misturas de água com etilenoglicol. O tubo tem um diâmetro interno de 3,505 mm e um comprimento aquecido de 2,4 m. Utilizou-se uma instalação experimental para realizar e validar medições de perda de carga e transferência de calor em regime de escoamento laminar, de transição e turbulento. O número de Reynolds variou entre 700 e 7000. O fluxo de calor imposto na parede do tubo variou entre 0 kW/m^2 e 30 kW/m^2. Os resultados experimentais obtidos para o fator de atrito e para o número de Nusselt foram validados utilizando correlações disponíveis na literatura. O fluido que mostrou ter menores perdas térmicas, menor fator de atrito e melhor fator de desempenho térmico em regime de escoamento laminar (relativamente à água destilada) foi a mistura de 20% etilenoglicol e 80% água. Observou-se também que um aumento no fluxo de calor aplicado provocou um atraso na transição do escoamento do regime laminar para o turbulento. O fluido que apresentou o maior número de Nusselt para fluxos de calor elevados foi a mistura de 50% etilenoglicol e 50% água. O fluido que apresentou maior fator j-Colburn para todos os fluxos de calor aplicados foi a água destilada. Por fim, o fluido que apresentou melhor fator de desempenho térmico em regime de escoamento turbulento (relativamente à água destilada) foi a mistura de 50% etilenoglicol e 50% água., en=The present work addresses the characterization of the flow, pressure drop and heat transfer in internal flow for a smooth tube, using distilled water and three water-ethylene glycol mixtures. The tube used has an internal diameter of 3,505 mm and a heat length of 2,4 m. Within this scope, an experimental setup was used, to perform and validate measurements of pressure drop and heat transfer in the laminar, transition and turbulent flow regimes. The Reynolds number varied approximately between 700 and 7000. The heat flux imposed on the tube wall varied between 0 kW/m^2 and 30 kW/m^2. The experimental results obtained for the friction factor and for the Nusselt number were validated for the laminar, transition and turbulent flow regimes, using available correlations in the literature. It was observed that the fluid that showed the lowest thermal losses, least friction factor, and best thermal performance factor in the laminar flow regime (relative to distilled water), was the 20% ethylene glycol and 80% water mixture. It was observed that an increase in the heat flux applied triggered a delay in the transition of the flow. The fluid that presented the highest Nusselt number for high heat fluxes was the 50% ethylene glycol and 50% water mixture. The fluid that presented the highest j-Colburn factor for all the heat fluxes applied was the distilled water. The fluid that presented the best thermal performance factor in the turbulent flow regime (relative to distilled water) was the 50% ethylene glycol and 50% water mixture.}
janeiro 16, 2021, 8:30
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