Desenvolvimento de sistemas de arrefecimento do ar de admissão em veículos.

Abstract

Durante esta pesquisa o aluno de PIBIC acompanhou a montagem de experimentos, testes e discussão de resultados no Laboratório de Tubos de Calor (LEPTEN/LABTUCAL-UFSC) na área de trocadores de calor bifásicos aplicados à indústria automotiva. A área de transmissão de calor tem papel importantíssimo na segura e confortável operação de veículos automotores, passando por sistemas de arrefecimento e climatização. Neste projeto, estudou-se e procurou-se trazer soluções alternativas e complementares para o arrefecimento do ar do sistema de admissão de um veículo comercial, com turbocompressor, que após passagem do ar pelo intercooler sofre um aquecimento indesejado no trajeto até o coletor de admissão. Inicialmente, estabeleceram-se testes-base instrumentando-se várias regiões do veículo, seções do sistema de admissão e cofre do motor, de modo a obter um mapeamento térmico. Após esta primeira etapa, hipóteses sobre o comportamento do calor e orientação das grandezas térmicas foram estipuladas, testadas, e com um diagnóstico prototipou-se um trocador de calor bifásico. Termossifões são dispositivos passivos altamente eficientes e compactos, que utilizam o calor latente de vaporização do seu fluido de trabalho para absorver e rejeitar calor em grandes quantidades e em locais escolhidos em projeto com pequenas diferenças de temperatura, apenas modificando as variáveis de projeto e a pressão interna do termossifão. Por fim, este protótipo recebeu sua própria bancada, efetuando-se nova bateria de testes de modo a verificar o funcionamento do termossifão. Com esta etapa concluída, o protótipo será instalado no veículo e testes embarcados serão realizados. Ao longo de todo o processo, ferramentas digitais como CAD e CAE foram utilizadas para diagnóstico, prototipagem e compreensão fenomenológica do problema. Os resultados são positivos para o desenvolvimento de um trocador de calor bifásico nas dimensões e potência esperados no projeto, além de seu funcionamento em bancada.