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Outro indício do melhor desempenho térmico do filme de diamante CVD sobre o silício em comparação com o cobre e o alumínio pode ser observado através da Figura 19.

Perfil da temperatura da massa de água

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 tempo (min) diamante cobre alumínio T e m p e r a t u r a (°C)

Figura 19 - Temperatura de aquecimento da água por vários materiais

A Figura 16 mostra o arranjo temporal do aquecimento da massa de água, por meio de vários materiais. O material que desempenhou um maior aquecimento da massa de água contida no recipiente foi o filme do diamante CVD sobre o Silício que ocasionou uma variação de temperatura da massa de água entre 26°C e 55°C em 70 minutos de exposição, enquanto que o cobre variou entre 26°C e 47°C a mesma massa de água no mesmo tempo de exposição e enquanto o alumínio variou a massa de água

entre 27° C e 46°C. Então, o filme de diamante CVD sobre o silício aqueceu a massa de água contida no recipiente em 8°C a mais que o cobre e 9°C a mais que alumínio, mostrando o seu melhor desempenho como um trocador de calor.

Com esses resultados, foi possível perceber que o filme de diamante CVD, mesmo com uma fina camada entorno de 1mm de espessura sobre o silício,

mostrou-se superior em rendimento, coeficiente global de transmissão de calor e aquecimento do fluido de trabalho, comparado aos materiais mais usados como placa absorvedora, como o cobre e o alumínio. Assim, esse material surge como uma alternativa viável de aplicação para vários ramos da engenharia, pois possui uma vasta gama de propriedades físicas interessantes.

6 CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS

O filme de diamante CVD sobre o silício, mesmo com uma camada muito fina de deposição, mostrou-se mais eficiente no processo de transmissão de calor quando comparado com o cobre e o alumínio, baseado nos resultados dos cálculos do rendimento térmico e do coeficiente global de transferência de calor. Os resultados também são confirmados pelo perfil da temperatura da massa de água, sendo o diamante o material que gerou um maior aquecimento dessa massa durante toda a experiência, evidenciando assim, uma de suas propriedades físicas mais importante que a sua condutividade térmica.

Ao analisar os cálculos referentes ao rendimento térmico dos materiais mais usados para a confecção de células absorvedoras, durante todo o experimento, foi possível observar que nas três regiões escolhidas, representadas pelas cores verde, amarela e azul, o rendimento térmico do filme de diamante CVD sobre o silício foi na faixa de 5% a 10% superior ao do cobre e 10% a 15% superior ao do alumínio, mostrando ser o material mais eficaz e dissipador de calor, pois foi também o que menos aqueceu a temperatura externa durante toda a experiência.

Com relação ao coeficiente global de transferência de calor, nas três regiões delimitadas para o cálculo, o filme de diamante CVD sobre o silício mostrou ser 1,3 vezes mais transmissivo que a placa feita de cobre e 2,8 vezes mais transmissivo que a placa feita de alumínio, comprovando dessa maneira que é o material capaz de aumentar a eficiência térmica de novas placas absorvedoras.

Ao comparar o aquecimento da massa de água provocado pelos materiais cobre, alumínio e o filme de diamante CVD, foi possível perceber que o trocador de calor constituído de diamante aqueceu a água em 8°C a mais que o cobre e 9°C a mais que o alumínio.

Esses resultados evidenciam a importância da aplicação de novos materiais, como o filme de diamante CVD, para a construção de equipamentos que privilegiam a energia limpa e uma maior eficiência em transmissão de calor.

Sob o ponto de vista técnico da construção de uma célula absorvedora plana de filme de diamante CVD com as dimensões de um coletor convencional, caracterizado pelas normas da ABNT, haveria a necessidade de uma placa muito maior e com uma espessura superior a um mm, o que é muito dispendioso, pois, a obtenção desse material apresenta atualmente um custo elevado, necessitando de pesquisas que comprovem se a utilização desse material eficiente no transporte de energia compensa seu custo.

A necessidade de novos estudos para o desenvolvimento de filmes com grandes taxas de deposição é ainda um desafio, gerando uma grande área de pesquisas futuras e o desenvolvimento de novos equipamentos com grande aplicação no cenário industrial, devido as suas propriedades físicas peculiares já citadas nesse trabalho.

Portanto, no futuro, o filme de diamante CVD tornar-se-á uma gema da engenharia devido as suas vastas propriedades físicas e a aplicação em vários ramos da indústria moderna, levando sempre os equipamentos ao maior rendimento possível.

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