[en] DESIGN AND SIMULATION OF FINNED SHELL AND TUBE CONDENSER OPERATING WITH NANOFLUIDS

[pt] DIMENSIONAMENTO E SIMULAÇÃO DE CONDENSADOR TIPO CASCO E TUBO ALETADO OPERANDO COM NANOFLUIDOS

[pt] MARCOS ALEXANDRE IZIDORO DA FONSECA

[pt] SIMULACAO

[pt] CASCO E TUBO

[pt] DIMENSIONAMENTO

[pt] CONDENSADOR

[pt] NANOFLUIDO

[pt] TROCADOR DE CALOR

[en] SIMULATION

[en] SPECIFICATIONS

[en] NANOFLUID

[en] HEAT EXCHANGER

[pt] No presente trabalho, avaliou-se o comportamento e principais propriedades de um sistema trocador de calor quando operado com diferentes fluidos de trabalho. Inicialmente foi considerado a água, que posteriormente foi substituída por nanofluidos. Neste intuito, foi necessário aprimorar e simular através do software EES, um modelo matemático preexistente, que avalia as características térmicas e hidráulicas de um trocador de calor e também uma sub-rotina para a modelagem das características termofísicas dos nanofluidos. Os dados de entrada do modelo, referentes ao ponto de entrada do condensador, são: vazão mássica e temperatura do fluido de trabalho, pressão de condensação, temperatura e vazão mássica do refrigerante. Para avaliação de outros fluidos de trabalho, foi necessário aprimorar o modelo para o trocador de calor e utilizar uma sub-rotina que forneça as propriedades termofísicas dos nanofluidos para as simulações. Para os casos simulados, alterou-se os tipos de nanopartículas utilizadas para a composição do nanofluido, bem como a concentração volumétrica das mesmas. As nanopartículas consideradas foram compostas por óxido de alumínio, dióxido de titânio e cobre, com diâmetro de 10 nm. A variação da concentração volumétrica das nanopartículas foi entre 0 e 1 porcento, incrementando-se 0,1 porcento a cada novo caso avaliado. Considerando-se essa variação da concentração das nanopartículas para composição dos nanofluidos, nos resultados foram avaliadas as principais propriedades termofísicas dos nanofluidos utilizados. Sobre o condensador foram analisadas a taxa total de transferência de calor e a queda de pressão total no lado da água e nanofluidos.

[en] In this study, the behavior and main properties of a heat exchanger was evaluated when operated with different working fluids. It was first considered as the water, which was later replaced by nanofluids. For this it was necessary to improve and simulate through the ESS software, a pre-existing mathematical model that evaluates the thermal and hydraulic characteristics of a heat exchanger and also a subroutine for the modeling of thermo-physical characteristics of nanofluids. The model input data relating to the condenser inlet point, are mass flow and temperature of the working fluid, condensing pressure, temperature and mass flow of the coolant. For evaluation of other working fluids, it was necessary to improve the model for the heat exchanger and use a subroutine to provide the thermo-physical properties of nanofluids for the simulations. For the simulated cases changed the types of nanoparticles used for nanofluid composition and the volume concentration. The nanoparticles were considered to consist of aluminum oxide, titanium dioxide and copper, with a diameter of 10 nm. The variation of the volume concentration of the nanoparticles is between 0 and 1 percent, increasing by 0.1 percentfor each new case evaluated. Considering the variation of the concentration of the nanoparticles in the composition of nanofluids, the results were evaluated the main termo-physical properties of nanofluids used. About condenser analyzed the total rate of heat transfer and the total pressure drop across the water side and nanofluids.

JOSE ALBERTO DOS REIS PARISE

2017-05-09

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.29896