Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work had the purpose to analyze the heat transfer, promoted by buoyancy forces, of colloidal dispersions of nanoparticles in transformer oil inside closed cavities. To achieve this purpose, measurements of some properties of the dispersions of diamond and carbon nanotubes in transformer oil, produced by a two-step method, were made: thermal conductivity, by the transient hot wire method; dynamic viscosity, by rheometers of concentric cylinders with shear stress controlled; and dielectric strength, with a dielectric strength analyzer of manual adjust. The results of these measurements were used in numerical simulations of the ows of the dispersions and of the transformer oil inside closed cavities. The numerical results were obtained via two numerical codes, based on Finite Volume Method (FVM), one for 2D ows, that had its development as part of this work, and the other for 3D ows, previously developed. The results showed that, in terms of heat transfer, the nanoparticles dispersions have increased about 23% the convection heat transfer coe_cient of the pure oil for a same Grashof number. However, the use of these nanoparticles led a reduce of 95% in the dielectric strength of the pure oil. Therefore, these results are very important in terms of the applicability of nanoparticles dispersions in electrical transformers. / Este trabalho teve o objetivo de analisar a transferência de calor, por convecção natural, de dispersões coloidais de nanopartículas em óleo de transformador elétrico no interior de cavidades fechadas. No cumprimento deste objetivo foram realizadas medições de algumas propriedades das dispersões de nanopartículas de diamante e nanotubos de carbono em óleo de transformador elétrico, produzidas por um método de dois passos: condutividade térmica, pelo método transiente do fio quente; viscosidade dinâmica, por meio de reômetros de cilindros concêntricos com tensão cisalhante controlada e rigidez dielétrica, com um analisador de rigidez dielétrica de ajuste manual. Os resultados destas medições foram utilizados nas simulações numéricas dos escoamentos das dispersões e do óleo de transformador elétrico em cavidades fechadas. Os resultados numéricos foram obtidos por meio de dois códigos numéricos, baseados no Método dos Volumes Finitos (MVF), um para escoamentos 2D, que teve seu desenvolvimento como parte integrante deste trabalho, e o outro para escoamentos 3D, desenvolvido anteriormente. Os resultados mostraram que, em termos da transferência de calor, as dispersões de nanopartículas incrementaram o coeficiente de transferência de calor do óleo puro em ate 23% para um mesmo numero de Grashof. Porem, o uso de nanopartículas levou a uma redução de 95% na rigidez dielétrica do óleo puro. Portanto, estes resultados são de grande importância em termos da aplicabilidade de dispersões de nanopartículas em transformadores elétricos. / Mestre em Engenharia Mecânica
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/14975 |
| Date | 11 March 2015 |
| Creators | Fontes, Douglas Hector |
| Contributors | Padilla, Elie Luis Martínez, Bandarra Filho, Enio Pedone, Souza, Francisco José de, Rocha, Luiz Alberto Oliveira, Jabardo, Jose Maria Saiz |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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