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Título: Obtenção e caracterização de nanolubrificantes utilizados em refrigeração aditivados com nanoparticulas de Índio (In)
Autor(es): Sousa, Eduardo Henrique Viana de
Palavras-chave: NNPs de In;Tribologia;Refrigeração
Data do documento: 3-Mai-2017
Citação: SOUSA, Eduardo Henrique Viana de. Obtenção e caracterização de nanolubrificantes utilizados em refrigeração aditivados com nanoparticulas de Índio (In). 2017. 197f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Resumo: The increasing demand for products with higher performance, lower manufacturing cost, less impactful to the environment and are more energy efficient, have fostered research in various areas of nanoscience and nanotechnology (N&N), aiming at overcoming these limitations or adding the main advantages of nanocomposites and nanofluids (NF) which have been extensively applied in industries. The objective of this work was to study the characteristics of nano-lubricants (NL) added with nanoparticles (NPs) of indium (In), In order to contribute to the significant reduction of the size, weight and costs of heat transfer systems, which have a better mechanical stability, a lower resistance to friction and wear, and a better adhesion in the limit lubrication regime. For these purposes, after the acquisition of In NPs, three separate nanolubrificantes (NLs) were prepared, adding 0.3 g / L to hermetic refrigeration compressor oils ISO68, ISO32, and Polyol Ester (POE). After the preparation process consisting of defragmentation and homogenization, each compound was tested in a thermostatic bath and with the aid of a rheometer and a conductivity meter, where the values relative to their thermal properties are measured, to verify the required properties. The mechanical stability was verified through chronological comparisons, Zeta potential and particle agglomeration, after being subjected to lubricity tests using probe tribromes with High Frequency Reciprocating Rig – HFRR and pin-to-disk test for tribological performance analysis. The test specimens were analyzed in SEM (Scanning Electron Microscopy) and EDS (Energy Scattering Spectrometer) to prove the results, where analyzes of the developed models were carried out, taking into account parameters such as: Friction coefficient, friction force, wear resistance, final composition of the test specimens as well as the agglomeration of the particles in the NLs, temperature and viscosity of the fluid, and Brownian motion of the particles, among others. The NLs comprised of In were feasible, with the use of surfactants not being necessary to improve the stabilities, presented satisfactory results in the tribological tests, showing with properties of extreme pressure lubricants (EP), significantly improving the tribological performance. Thus, it becomes feasible to use NLs generated from NP of In in the lubrication of hermetic refrigeration compressors.
metadata.dc.description.resumo: A crescente demanda por produtos com maior performance, menor custo de fabricação, menos impactantes ao meio ambiente que sejam mais eficientes energeticamente, têm fomentado pesquisas em diversas áreas da nanociência e nanotecnologia (N&N), visando sobrepujar estas limitações ou agregando as principais vantagens dos nanocompósitos e nanofluidos (NF) os quais tem sido extensivamente aplicados nas indústrias. O objetivo deste trabalho foi estudar as características de nanolubrificantes (NL) aditivado com nanopartículas (NPs) de índio (In), para poder contribuir com a redução significativa do tamanho, peso e custos dos sistemas de transferência de calor, tendo estes uma melhor estabilidade mecânica, uma menor resistência ao atrito e desgaste, e que possuia uma melhor aderência em regime de lubrificação limite. Para estes fins, após a aquisição das NPs de In, foram preparados três nanolubrificantes (NLs) distintos, adicionando-se 0,3 g/L aos óleos de compressores de refrigeração herméticos o ISO68, ISO32, e o Poliol Éster (POE). Após o processo de preparação que consiste na desfragmentação e homogeneização, cada composto foi ensaiado em banho termostático e com o auxílio de um reômetro e um condutivímetro, foi mensurados os valores relativos às suas propriedades térmicas, para comprovar as propriedades requisitadas. A estabilidade mecânica foi verificada através de comparações cronológicas, potencial zeta e aglomeração de partículas, após passou-se por ensaios de lubricidade utilizando-se os tribômetos de sonda com movimento alternado em alta frequência (High Frequency Reciprocating Rig – HFRR) e ensaio de pino contra disco para análise de desempenho tribológico. Os corpos de prova dos ensaios foram analisados em MEV (Microscopia eletrônica de varredura) e EDS (Espectrômetro de Dispersão de Energia) para comprovação dos resultados, onde foram realizadas analises dos modelos desenvolvidos, levando em consideração parâmetros como: coeficiente de fricção, força de atrito, desgaste etetivo, composição final dos corpos de prova a aglomeração das partículas nos NLs, a temperatura e a viscosidade do fluido, e movimento Browniano das partículas, entre outros. Os NLs compostos por In foram viáveis, não se fazendo necessária a utilização de tensoativos para melhorar a sua estabilidade, pois apresentaram resultados satisfatórios nos ensaios tribológicos, mostrando-se com propriedades de lubrificantes de extrema pressão (EP), melhorando significativamente o desempenho tribológico. Assim, torna-se viável a utilização NLs gerados a partir de NP de In na lubrificação de compressores herméticos de refrigeração.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23647
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