Estimação transiente do coeficiente de troca de calor radial em tubos de calor de cobre-agua, com paredes estriadas axialmente

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental do comportamento em regime transiente do coeficiente de troca de calor radial ao longo de um tubo de calor de cobre-água estriado axialmente. Este parâmetro é estimado pelo método de regularização seqüencial de primeira ordem, utilizando uma solução analítica por transformada integral, e uma numérica pelo método nodal para o problema da difusão de calor na parede e estrutura capilar. Foram obtidas curvas de variação do coeficiente de troca de calor radial em função do tempo para as fases de partida do tubo (startup), operação transiente, regime permanente e durante a secagem da estrutura capilar, causada por ebulição ou insufiência capilar. A análise do comportamento destas curvas em cada uma destas fases permitiu a identificação dos fenômenos de ebulição nucleada, tanto na fase de partida quanto em regime permanente e da ebulição de filme instável durante a secagem da estrutura capilar. Demonstrou-se que estes fenômenos dependem fortemente das condições iniciais de operação do tubo e podem ocorrer para níveis de potência bem abaixo dos limites operacionais. Os resultados em regime permanente foram comparados com dados extraídos da literatura, confirmando a validade dos resultados obtidos nesta tese.