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Simulação e análise de modelos para a massa volúmica de nanofluídos
| Summary: | No presente trabalho, efetuou-se uma revisão bibliográfica do existente acerca dos diferentes tipos de nanopartículas, aplicações e modelos matemáticos existentes para descrever as propriedades de nanofluidos. Realizou-se ainda a análise e enquadramento matemático da massa volúmica de nanofluidos de Al2O3 em H2O para diferentes concentrações volúmicas e para diferentes temperaturas. Contrário à maioria das propriedades dos nanofluidos, os modelos teóricos acerca da massa volúmica resumem-se na maioria da literatura ao modelo apresentado por Pak e Cho. A investigação existente apresenta o estudo da massa volúmica para muito baixas concentrações de nanopartículas, apresentando o modelo como eficiente na determinação da massa volúmica para os nanofluidos. Tal levou à revisão de tal modelo no presente trabalho, assim como a aplicação de possíveis ajustes a considerar, como o efeito da temperatura, fator maioritariamente desprezado no modelo prévio. Face à colaboração com o Núcleo de Biomateriais e Nanotecnologias do Centro de Inovação em Engenharia e Tecnologia Industrial (NBIN-CIETI) do Instituto Superior de Engenharia do Porto, que preparou experimentalmente os nanofluidos e forneceu os seus dados, para temperaturas entre 15 e 70 °C, e concentrações entre 0,01 e 2 % em fração volúmica, criou-se ainda uma aplicação para simulação do modelo de Pak e Cho, para análise em paralelo com dados experimentais. O objetivo desta é que se possa visualizar em tempo real o comportamento da massa volúmica em função da temperatura e a sua variação com diferentes concentrações de nanopartículas. Esta aplicação permite uma visualização gráfica do comportamento da massa volúmica do nanofluido enquanto se realiza o estudo do mesmo. |
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| Main Authors: | Nunes, André da Silva |
| Subject: | Nanofluidos Nanopartículas Massa volúmica Temperatura Fração volúmica COMSOL Nanofluids Nanoparticles Density Temperature Concentration |
| Year: | 2023 |
| Country: | Portugal |
| Document type: | master thesis |
| Access type: | embargoed access |
| Associated institution: | Instituto Politécnico do Porto |
| Language: | Portuguese |
| Origin: | Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto |
| Summary: | No presente trabalho, efetuou-se uma revisão bibliográfica do existente acerca dos diferentes tipos de nanopartículas, aplicações e modelos matemáticos existentes para descrever as propriedades de nanofluidos. Realizou-se ainda a análise e enquadramento matemático da massa volúmica de nanofluidos de Al2O3 em H2O para diferentes concentrações volúmicas e para diferentes temperaturas. Contrário à maioria das propriedades dos nanofluidos, os modelos teóricos acerca da massa volúmica resumem-se na maioria da literatura ao modelo apresentado por Pak e Cho. A investigação existente apresenta o estudo da massa volúmica para muito baixas concentrações de nanopartículas, apresentando o modelo como eficiente na determinação da massa volúmica para os nanofluidos. Tal levou à revisão de tal modelo no presente trabalho, assim como a aplicação de possíveis ajustes a considerar, como o efeito da temperatura, fator maioritariamente desprezado no modelo prévio. Face à colaboração com o Núcleo de Biomateriais e Nanotecnologias do Centro de Inovação em Engenharia e Tecnologia Industrial (NBIN-CIETI) do Instituto Superior de Engenharia do Porto, que preparou experimentalmente os nanofluidos e forneceu os seus dados, para temperaturas entre 15 e 70 °C, e concentrações entre 0,01 e 2 % em fração volúmica, criou-se ainda uma aplicação para simulação do modelo de Pak e Cho, para análise em paralelo com dados experimentais. O objetivo desta é que se possa visualizar em tempo real o comportamento da massa volúmica em função da temperatura e a sua variação com diferentes concentrações de nanopartículas. Esta aplicação permite uma visualização gráfica do comportamento da massa volúmica do nanofluido enquanto se realiza o estudo do mesmo. |
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