Análise teórica-experimental do desempenho térmico de micro tubos de calor [thesis]

Ilvandro Luiz Souza Sueth Junior
À minha família, pelo apoio incondicional e por sempre ter acreditado em mim. Ao professor Cristiano Bigonha Tibiriçá pela amizade, pela excelente orientação, pelos conhecimentos e excepcional apoio no desenvolvimento deste trabalho. Ao amigo Gustavo Bochio, por todo o apoio nos estudos e nos experimentos. Ao amigo João Fiore Lovo, pela essencial colaboração em parte deste trabalho. Ao professor Carlos Alberto Fortulan, por disponibilizar o material e a impressora 3D para a fabricação do
more » ... experimental. Aos funcionários do Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos (NETeF), pelos conhecimentos, dedicação e imprescindível ajuda no desenvolvimento deste trabalho: Maia Beraldo e Natália Silveira. Vocês foram fundamentais para que esses anos em São Carlos fossem os melhores possíveis! À CAPES, pela bolsa de mestrado concedida. Palavras chaves: Micro tubos de calor. Transporte de calor. Micro sistemas. Mudança de fase. ABSTRACT SUETH JÚNIOR, I. L. S. A theoretical and experimental study on thermal performance of micro heat pipes. 2018. 173 p. Dissertação (Mestrado) -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. 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.
doi:10.11606/d.18.2019.tde-15022019-142004 fatcat:fpodudffjrc4tnzifao7wvzgxi