Estudo experimental do arrefecimento com um jato de dióxido de carbono - Bernardo, Mário Rui Francisco (2016)
Existem diversas estratégias dinâmicas de arrefecimento onde se pretende beneficiar da mudança de fase para um processo mais eficiente. Embora a maior parte dessas estratégias recorra à mudança de fase por vaporização (líquido – vapor), pouco tem sido explorado em relação à mudança de fase por sublimação (sólido – vapor). Na expansão controlada de dióxido de carbono de elevada pureza através de um bocal ou pequeno orifício, a sua temperatura diminui com a diminuição da pressão devido ao efeito de Joule-Thomson. Esta queda de temperatura provoca a formação de partículas de neve carbónica (gelo seco) resultando num jato bifásico sólido-gás a baixas temperaturas e com uma velocidade considerável. Deste modo, para além do arrefecimento convectivo inerente às baixas temperaturas do jato, é esperado uma contribuição adicional da mudança de fase por sublimação. No âmbito desta dissertação, concebeu-se uma instalação experimental com o objetivo de estudar o arrefecimento provocado por um jato de partículas de dióxido de carbono, tendo como variáveis independentes o tempo de incidência e a distância à superfície a arrefecer. Os ensaios realizados revelaram a influência da distância do jato à placa, no processo de arrefecimento com jato de dióxido de carbono, onde foram obtidos coeficientes médios espácio-temporais significativamente superiores para distâncias mais curtas. Foi também evidenciada a variação do coeficiente de convecção local com a distância ao centro. Os resultados evidenciaram um processo de arrefecimento com eficiências entre aproximadamente 48% e 60%.