O objetivo deste trabalho consiste na análise teórica e experimental do desempenho térmico de dois arranjos de micro tubos de calor. Os arranjos diferem entre si pelo material base de fabricação, que são Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) e latão, pelo número de canais e pelas dimensões. O fluido de trabalho utilizado foi R134a. A literatura indica micro tubos de calor como soluções proeminentes e de destaque para resfriamento de micro sistemas. Estes dispositivos podem ser adaptados a diferentes condições térmicas através da mudança de fluidos de trabalho, geometrias e materiais base do trocador. O estudo teórico foi baseado no modelo de circuitos térmicos proposto no presente trabalho, que visa calcular indicadores de desempenho térmico, sendo condutividade térmica efetiva e resistência térmica equivalente dos micro tubos de calor a partir das temperaturas obtidas experimentalmente. O estudo experimental foi baseado em obter distribuições de temperaturas dos dispositivos propostos sob diferentes condições de trabalho, variando-se a fração de enchimento de fluido de trabalho, inclinação e temperatura do condensador. Os resultados obtidos para o arranjo de micro tubos de calor em latão demonstrou uma razão de aumento de até 1482% na capacidade de transporte de calor, enquanto que o arranjo de micro tubos de calor em ABS apresentou uma razão de aumento de 247%. Os melhores desempenhos de ambos os casos foram observados para ângulos positivos com baixas frações de enchimento. / The purpose of this work is the theoretical and experimental study on the thermal performance of two micro heat pipes arrays. The differences between the arrays are the base substrate, which are Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) and brass, the number of channels and their dimensions. The working fluid used was R134a. Previous works indicate micro heat pipes as prominent solutions for the cooling of micro systems. These devices can be adapted to different thermal conditions by changing the working fluids, geometries and base materials of the heat exchanger. The theoretical study was based on the thermal circuits model presented in this work, that aims on computing thermal performance indicators, such as the effective thermal conductivities and the equivalent thermal resistances of the micro heat pipes from the temperatures obtained experimentally. The experimental study was based on obtaining temperature distributions of the micro heat pipes under different working conditions, by varying the working fluid filling ratio, tilt angle and the temperature of the cooling water at the condenser. The results obtained for the brass micro heat pipe array showed a performance ratio increase up to 1482% in heat transfer capacity, while the ABS micro heat pipe array showed a performance ratio increase of 247%. The best performance for both cases were observed for positive tilt angles with low working fluid filling ratios.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-15022019-142004 |
| Date | 26 October 2018 |
| Creators | Ilvandro Luiz Souza Sueth Júnior |
| Contributors | Cristiano Bigonha Tibiriçá, Marcia Barbosa Henriques Mantelli, Anderson Antonio Ubices de Moraes |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Mecânica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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