Banca de DEFESA: RAFAEL ALBERTO DE ARAUJO SILVA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : RAFAEL ALBERTO DE ARAUJO SILVA
DATA : 31/01/2022
HORA: 14:00
LOCAL: PPGEM
TÍTULO:

TROCADORES DE CALOR DE CASCO E TUBO COM CHICANAS HELICOIDAIS E NANOFLUIDO A BASE DE GRAFENO: UMA ANÁLISE CFD SOBRE SUA PERFORMANCE E CARACTERÍSTICAS.

PALAVRAS-CHAVES:

Trocador de Calor de Casco e Tubo, Nanofluidos, Nanopartículas de Grafeno, Chicanas Helicoidais, Análise CFD, Geometria do Trocador de Calor.

PÁGINAS: 97
RESUMO:

Os trocadores de calor são equipamentos muito utilizados na indústria e no cotidiano. O exemplo mais famoso de aplicação industrial para transferência de calor é o trocador de calor de casco e tubo, um modelo clássico utilizado até hoje. Este tipo de trocador de calor varia em tamanho, no perfil e quantidade de tubos, na direção e sentido dos fluidos e em sua geometria, principalmente nas chicanas e suas variedades, o que pode ajudar a aumentar a eficiência térmica e reduzir os custos de bombeamento. O área de estudo de trocadores de calor não é nova para a ciência, mas quando a geometria do defletor é alterada para uma determinada aplicação, o desempenho pode mudar bastante. Por outro lado, os nanofluidos ainda são um novo campo de pesquisa. Nanofluidos podem ser definidos como uma mistura de nanopartículas, fluido e outros produtos químicos para estabilização do conjunto. A literatura tem revisado os nanofluidos como uma forma promissora de melhorar a transferência de calor em um mesmo trocador de calor. O presente estudo tem como objetivo investigar e comparar três diferentes geometrias de defletores de trocadores de calor e três nanofluidos à base de grafeno para encontrar a performance ótima de transferência de calor e desempenho geral do equipamento. O estudo foi realizado por meio do software Ansys CFX com nove entradas diferentes para cada geometria. As geometrias estudadas foram helicoidais contínuas (HC) com arranjos de 360º e 1080º; chicanas helicoidais segmentados (HS), ambos para o mesmo tamanho de trocador de calor com configuração de contrafluxo. As entradas de fluido frio foram (0.051 m³/s, 0.1m³/s e 0.2m³/s) a 25ºC. As entradas de fluido quente foram (60ºC, 50ºC e 40ºC) para 0,05m³/s. O nanofluido foi feito à base de nanopartícula de grafeno (GNP) e água, e foram alocados apenas no domínio quente, com suas concentrações de peso total percentual de (0,0125%, 0,25% e 0,5%). Os resultados mostraram que, para o desempenho geral do equipamento, a configuração SH mostrou os melhores resultados para qualquer temperatura de entrada quente, e o resultado é amplificado quando a temperatura de entrada quente é baixa. Por outro lado, quando se deseja obter o melhor desempenho térmico, a configuração do defletor 1080CH tem um desempenho melhor do que qualquer outra, mostrando um achado muito relevante sobre defletores contínuos para as configurações de entrada apresentadas neste trabalho. Para todas as entradas diferentes, o trocador com chicanas do tipo 360HC mostrou o pior desempenho geral do equipamento. O estudo também mostrou que o fluido de trabalho de melhor desempenho foi de 0,25% em peso percentual de grafeno, que tem se mostrado o ponto de inflexão para maior concentração de nanofluidos.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1420628 - JORGE RECARTE HENRIQUEZ GUERRERO
Interno - 027.889.084-90 - JOSE ANGELO PEIXOTO DA COSTA - IFPE
Interno - 1130688 - JOSE CARLOS CHARAMBA DUTRA
Externo à Instituição - KAMAL ABDEL RADI ISMAIL