Investigação experimental de uma placade resfriamento constituida de bombas capilares com ranhuras circunferenciais desecção triangular

Abstract

A investigação experimental de uma placa de resfriamento operando como evaporador num circuito capilar bifásico (CPL) é o principal enfoque deste trabalho. A placa foi construída a partir de bombas capilares com ranhuras de secção triangular obtidas da empresa alemã do ramo aeronáutico MBB/ERNO. As bombas possuem um comprimento de 500 mm e um diâmetro externo de 19 mm. O CPL, construído e montado nas instalações do IKE - Institut für Kernenergetik und Energiesystem da Universidade de Stuttgart, foi carregado com freon 11 a pressão de 1,25 bar. O material usado na confecção dos componentes do CPL foi o aço inoxidável com exceção da placa, que foi feita em alumínio. O estado de arte de circuitos capilares bifásicos é aqui apresentado. A dinâmica da partida de operação do CPL, estabilidade de operação em regime permanente bem como o fenômeno de secagem no interior das bombas capilares foram investigados de forma criteriosa. Ênfase foi dada na determinação das condições sob as quais o sistema falha operacionalmente. Na execução dos experimentos várias condições de fluxo de calor aplicado no evaporador bem como do nível de subresfriamento do líquido na entrada das bombas capilares foram adotadas. Os perfis transientes de temperatura em vários pontos do CPL e da placa de resfriamento são levantados. O coeficiente de transferência de calor na placa é estimado com base na distribuição de temperatura na parede das bombas capilares. Os resultados demonstram boa performance da placa de resfriamento para fluxos de calor variando de 25 a 175W (coeficientes de troca de até 1.5 W/cm2K). Esforços recentes têm sido feitos no sentido de melhorar o desempenho hidrodinâmico das bombas capilares através de modificações no seu aspecto construtivo. As bombas então modificadas serão testadas com amônia como fluído de trabalho como uma nova etapa nesta linha de pesquisa.