Estudo dos efeitos da permeabilidade variável em elementos porosos sobre a performance de bombas capilares

Abstract

O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo teórico dos efeitos da utilização de evaporadores com porosidade variável em bombas capilares (Capillary Pumped Loop - CPL). O estudo foi desenvolvido a partir de um modelo termo hidráulico de um CPL composto por um reservatório bifásico, um condensador, uma linha de líquido, uma linha de vapor e um evaporador poroso. A partir do modelo teórico aplicou-se diferentes intervalos de porosidade ao evaporador e quantificou-se os efeitos dessa variação sobre o sistema. Como resultado, observa-se que a porosidade é a propriedade que governa o sistema e que grandes variações da mesma ao longo do evaporador não desenvolveram maiores taxas de remoção de calor em comparação com porosidades maiores submetidas a variações menores. Assim, é recomendável a aplicação de porosidades maiores ao longo do evaporador.

The aim of this paper is to present a theoretical study of the effects of the use of variable porosity evaporators in Capillary Pumped Loop (CPL). The study was developed from a thermohydraulic model of a CPL composed by a biphasic reservoir, a condenser, a liquid line, a vapor line and a porous wick evaporator. From the theoretical model, different range of porosity were applied to the evaporator wick and the effects of this variation on the system were quantified. As a result, it is observed that porosity is the property that governs the system and that large variations of it throughout the evaporator did not develop higher heat removal rates compared to larger porosities subjected to minor variations. Thus, it is recommended to apply larger porosities along the evaporator.