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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Econômica

Tipo do Documento: Tese

Título: TROCADORES DE CALOR COMPACTOS SOLDADOS POR DIFUSÃO: FABRICAÇÃO E MODELAGEM

Orientador
  • MARCIA BARBOSA HENRIQUES MANTELLI
Aluno
  • MARCUS VINICIUS VOLPONI MORTEAN

Conteúdo

Trocadores de calor compactos são equipamentos caracterizados pela alta área de transferência de calor em um volume reduzido. esses dispositivos foram desenvolvidos para aplicações em que requisitos como massa e espaço são restritivos, como nos segmentos aeroespacial, marinho e automobilístico. mortean (2014) estudou e desenvolveu novas tecnologias de fabricação de núcleos de trocadores de calor compactos em cobre, empregando o processo de soldagem por difusão para a união do conjunto. tendo em vista a viabilidade técnica da tecnologia, o presente trabalho focou em desenvolver ferramentas para o projeto térmico, hidráulico e de fabricação de trocadores de calor compactos produzidos em aço inoxidável aisi 316l, a partir da técnica de soldagem por difusão. este estudo foi dividido em duas grandes áreas: a primeira focada na soldagem por difusão, diretamente relacionada com o processo de fabricação, e a segunda nos modelos teóricos para prever o comportamento do trocador de calor compacto. numa primeira etapa, foi aprimorada a técnica de soldagem por difusão, estudando a união de diferentes aços inoxidáveis, para em seguida determinar os melhores parâmetros (temperatura, pressão e tempo) na soldagem do aço inoxidável aisi 316l, material selecionado para a fabricação dos protótipos. visando aplicações em trocadores de calor compactos, foi realizado um estudo da influência de diferentes geometrias na união do núcleo, além de uma análise do efeito da técnica de soldagem por difusão com pressão oscilante na interface de ligação. as amostras produzidas no estudo experimental foram comparadas por meio de ensaios mecânicos de tração, análises metalográficas e testes de vazamento. em paralelo, foi realizada uma análise teórica e experimental do comportamento térmico e hidrodinâmico do trocador de calor. modelos analíticos e numéricos foram desenvolvidos para escoamentos em regime laminar e em transição. correlações para o número de nusselt para canais de seção transversal quadrada, para escoamento laminar termicamente em desenvolvimento e escoamento em transição, foram propostas. dados experimentais, envolvendo a transferência de calor e a perda de carga, forneceram informações para a comparação com os modelos propostos, em que foi constatada uma boa convergência. ao final do trabalho, obteve-se uma metodologia de cálculo para o projeto de trocadores de calor com placa usinada e um procedimento adequado de fabricação. de modo que, futuramente, o país possa produzir estes equipamentos, baseado em sua própria tecnologia, desenvolvendo a indústria nacional e diminuindo a dependência de equipamentos importados.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.88619

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
4,35% 4,05% 4,93% 4,63% 4,16% 3,81% 11,95% 6,35% 13,39% 4,62% 6,70% 6,20% 7,93% 6,05% 4,66% 6,21%
ODS Predominates
ODS 9
ODS 1

4,35%

ODS 2

4,05%

ODS 3

4,93%

ODS 4

4,63%

ODS 5

4,16%

ODS 6

3,81%

ODS 7

11,95%

ODS 8

6,35%

ODS 9

13,39%

ODS 10

4,62%

ODS 11

6,70%

ODS 12

6,20%

ODS 13

7,93%

ODS 14

6,05%

ODS 15

4,66%

ODS 16

6,21%