A estudante Larissa Krambeck, orientada pela Prof.ª Márcia Barbosa Henriques Mantelli, Ph.D. fará seu exame de qualificação na próxima quinta-feira (01/04), às 14h, por videconferência. A defesa é vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.

Banca:
Prof. Júlio César Passos, Dr. (Presidente)
Prof. Paulo Henrique dos Dias Santos, Dr.Eng. (UTFPR/Curitiba)
Prof. Fernando Henrique Milanese, Dr.Eng.

Título: “OTIMIZAÇÃO DO DESEMPENHO TÉRMICO E DA MODELAGEM MATEMÁTICA DE UM MINITUBO DE CALOR PULSANTE DE PLACA PLANA”

Resumo: Tubos de calor pulsantes são dispositivos passivos de transferência de calor, cuja operação é baseada em um ciclo caótico e oscilatório de um fluido de trabalho envolvendo duas fases, líquido e vapor, e o seu confinamento. Na presente pesquisa, perfis de canais inovadores são propostos para minitubos de calor pulsantes de placa plana. A nova geometria combina as vantagens de uma estrutura porosa e o movimento pulsante do fluido de trabalho. Devido as dimensões dos minitubos de calor pulsantes, estes podem ser considerados uma alternativa confiável no gerenciamento térmico de dispositivos eletrônicos, incluindo os espaciais como satélites e espaçonaves. Um canal composto de 16 canais paralelos (8 voltas em U) será usinado por meio de Comando Numérico Computadorizado nas placas planas de cobre (100 x 55 x 1,5 mm). A superposição de duas placas usinadas formará um canal de perfil quadrado (1,5 x 1,5 mm) nos minitubos de calor pulsantes. A adição de 2 ou 4 ranhuras no canal formarão as variações das seções transversais aplicadas na região do evaporador ou em todo o canal. As ranhuras proporcionam um melhor espalhamento do líquido na extensão do canal e promovem pontos de nucleação de calor, melhorando o processo de ebulição. Desta forma, as novas geometrias podem melhorar o desempenho térmico e, ainda, ajudar a tornar a operação do tubo de calor pulsante independente da ação da gravidade. O processo de união por difusão será utilizado para a fabricação dos minitubos. Os minitubos de calor oscilantes de placa plana (100 x 55 x 3 mm) apresentarão um evaporador de 15 mm de comprimento, uma seção adiabática de 35 mm e um condensador de 50 mm. Acetona, etanol e água destilada serão utilizados como fluidos de trabalho com diferentes razões de preenchimentos. Os tubos fabricados serão analisados termicamente em gravidade padrão, em ambiente de laboratório. O comportamento térmico dos tubos de calor pulsantes será também comparado com diferentes dispositivos passivos de transferência de calor de placa plana de dimensões equivalentes, a fim de se verificar em que condições a presente tecnologia em desenvolvimento é mais adequada que as mais tradicionais. As melhores configurações de tubos de calor pulsante em gravidade padrão serão testadas em ambiente de microgravidade, a bordo do Foguete VSB-30 que será lançado na Missão Igaratá, do centro de lançamento de Foguetes de Alcântara. Uma modelagem matemática baseada em circuitos térmicos equivalentes é aprimorada e implementada no programa Engineering Equation SolverTM (EESTM). Os resultados da modelagem serão comparados com os dados experimentais sob condições variadas de gravidade, com o objetivo de se desenvolver uma ferramenta de projeto simples e efetiva, adequada para aplicações tanto em gravidade quanto em microgravidade. Como principais contribuições desta tese, tem-se a melhoria do desempenho térmico de tubos de calor pulsantes por meio de inovadoras modificações na geometria dos canais, o desenvolvimento de ferramentas de projeto (modelos) e a concepção de um mapa de aplicação de tubos de calor de placa plana.

Palavras-chave: Minitubo de calor pulsante de placa plana. Perfis dos canais. Desempenho térmico. União por
difusão de mPHPs. Mapa de aplicação.