Erexatas - Exercícios Resolvidos para Engenharia

Lista de Figuras

Figura 1: Evolução do uso de energia elétrica nos Data Centers        3

Figura 2: Padrões de escoamentos para tubos com orientação vertical        7

Figura 3: Padrões de escoamento durante um tubo vertical aquecido        8

Figura 4: Padrões de escoamento para tubo com orientação horizontal        9

Figura 5: Variação dos principais efeitos de tensão durante a diminuição do diâmetro do escoamento        10

Figura 6: Padrões de escoamento durante a ebulição convectiva        11

Figura 7: Padrões de escoamento durante a evaporação da agua em canais verticais        11

Figura 8: Padrões de escoamentos durante a condensação        12

Figura 10: Fluxo crítico de calor        21

Figura 11: Modelo evaporador        25

Figura 12: Modelo Condensador        26

Figura 13: Valores de Nusselt para diferentes razões geometricas        28

Figura 14: Esquema das resistências equivalentes        29

Figura 15: Reservatório superior e inferior        30

Figura 16:Medidor de vazão        31

Figura 17: Variação da temperatura do chip conforme aumento do fluxo de calor        33

Figura 18: Variação do título na saída do evaporador conforme aumento do fluxo de calor        33

Figura 19: Variação do título durante o aquecimento no evaporador        34

Figura 20: Variação do coeficiente de transferência de calor durante o aquecimento no evaporador        34

Figura 21: Queda de pressão ao longo do evaporador        35

Figura 22:Fração de vazio ao longo do evaporador        36

Figura 23: Diferença de temperatura entre o fluido refrigerante e o chip        36

Figura 24: Perda de pressão por atrito no condensador        37

Figura 25: Perda de pressão durante a condensação proposto por Kim e Mudawar (2014)        37

Figura 26: Coeficiente de transferência de calor ao longo do condensador        38

SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        3

1.1.        Introdução        3

1.2.        Objetivos        4

1.3.        Organização do trabalho        5

2.        PESQUISA BIBLIOGRÁFICA        5

2.1.        Introdução        5

2.2.        Parâmetros utilizados na caracterização do escoamento bifásico        6

2.3.        Padrões de escoamento        7

2.4.        Fração do vazio        14

2.5.        Queda de pressão        16

2.5.1.        Modelo Homogêneo        18

2.5.2.        Método de Friedel (1979)        18

2.5.3.        Método de Tapia e Ribatski (2017)        19

2.6.        Transferência de calor        20

2.6.1.        Ebulição convectiva        20

2.6.2.        Condensação em microcanais        24

3.        Modelo Proposto        26

3.1.        Trocadores de calor        26

3.2.        Reservatórios        31

3.3.        Medidor de vazão        32

3.4.        Ciclo Fechado        33

4.        Resultados        33

5.        Conclusões        39

Anexo 1: Códigos Implementados no MATLAB        40

1. INTRODUÇÃO

1. Introdução

A evolução tecnológica nas últimas décadas fez necessária o armazenamento e processamento de dados computacionais de forma mais eficiente. Os locais destinados a esta atividade são denominados de Data Centers. A climatização destes espaços é crítica, já que é necessário manter o ambiente adequado ao funcionamento dos servidores, controlando a temperatura, a qualidade e umidade do ar. Os sistemas utilizados com esse objetivo representam, normalmente, entre 40 e 50% dos custos associados ao consumo de energia de um Data Center. Neste contexto, a Figura 1 elaborada por J.G.Koomey, 2007 ilustra a evolução dos custos nesses centros de processamentos de dados. Nela, nota-se a elevação dos custos com resfriamento dos servidores e equipamentos eletrônicos.

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