Deposição de nanopartículas por ebulição de Al2O3-água em superfícies de cobre para aumentar a molhabilidade e a rugosidade superficial
Marcos Antonio de Souza Peloso Junior1; Alex Pereira da Cunha1; Leonardo Lachi Manetti1; Igor Seicho Kiyomura1; Elaine Maria Cardoso1
1 UNESP - Univ Estadual Paulista, Department of Mechanical Engineering, Av. Brasil Centro, 56, 15385-0
doi:10.20906/CPS/CON-2016-1627
Resumo
Os coletores fotovoltaicos/térmicos vêm ganhando destaque por sua capacidade de fornecer energia elétrica e térmica simultaneamente, e assim, melhorar a eficiência global da energia solar. Para tanto, o arrefecimento da célula fotovoltaica é necessário e a utilização de nanofluidos pode ser uma boa alternativa aos fluidos convencionais, melhorando a transferência de calor e as propriedades térmicas, fatores importantes para o melhor desempenho desses coletores. O presente trabalho tem como objetivo o estudo do nanofluido Al2O3-água no fenômeno de ebulição e como esse processo influencia as características superficiais, como o ângulo de contato e a rugosidade. Nos testes foram utilizadas duas superfícies de cobre com diferentes rugosidades, que foram nanoestruturadas pelo processo de ebulição da solução Al2O3-água para duas concentrações diferentes. As superfícies foram submetidas a ensaios metalográficos, de molhabilidade e de rugosidade permitindo a avaliação das modificações estruturais, topográficas e químicas das superfícies. Os resultados mostraram que o processo de ebulição do nanofluido leva à deposição de uma nanocamada sobre a superfície capaz de reduzir drasticamente o ângulo de contato, aumentando sua molhabilidade. Verificou-se que a rugosidade da superfície e o ângulo de contato são funções da concentração do nanofluido e das condições originais da superfície. À medida que a concentração aumentou a rugosidade da superfície também aumentou. Já para o ângulo de contato tem-se o efeito inverso, diminuindo à medida que a concentração do nanofluido aumentou. O aumento/degradação do coeficiente de transferência de calor mostrou-se dependente da concentração do nanofluido e da rugosidade original da superfície aquecida.
Palavras-chave: Nanofluidos; Ebulição Nucleada; Superfícies Nanoestruturadas; Molhabilidade; Coeficiente de Transferência de Calor