Registro fonte: Desenvolvimento de um modelo matemático para o dimensionamento de coletores solares assistidos por termossifões

Desenvolvimento de um modelo matemático para o dimensionamento de coletores solares assistidos por termossifões

Solar heaters may be utilized to heat water for domestic and industrial use. Among the variations of solar heaters, the evacuated tube heat pipe collector stands out due to his efficiency, because it is able to operate in higher temperatures than conventional collectors, since its operational princi...

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Principais autores:	Batalha, Lara Elisia Buchweitz, Amaral, Marcos Censi do, Araujo, Millene Rizzetto Duarte Gomes
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Coletores solares Termodinâmica Modelagem - Matemática Permutadores térmicos Engenharia mecânica Solar collectors Thermodynamics Modelyng - Mathematics Heat exchangers Mechanical engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10563
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spelling	riut-1-105632020-11-12T18:56:34Z Desenvolvimento de um modelo matemático para o dimensionamento de coletores solares assistidos por termossifões Development of a mathematical model for projects of heat pipe solar collectors Batalha, Lara Elisia Buchweitz Amaral, Marcos Censi do Araujo, Millene Rizzetto Duarte Gomes Santos, Paulo Henrique Dias dos Santos, Paulo Henrique Dias dos Alves, Thiago Antonini Junqueira, Silvio Luiz de Mello Coletores solares Termodinâmica Modelagem - Matemática Permutadores térmicos Engenharia mecânica Solar collectors Thermodynamics Modelyng - Mathematics Heat exchangers Mechanical engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA Solar heaters may be utilized to heat water for domestic and industrial use. Among the variations of solar heaters, the evacuated tube heat pipe collector stands out due to his efficiency, because it is able to operate in higher temperatures than conventional collectors, since its operational principle is based on the working fluid phase change. In the present work, a theoretical and experimental study of evacuated tube heat pipe collectors was developed. First, two copper heat pipes, with diameters of 12,6mm and 9,45mm, were built and tested with different fill rates – 60% and 80% of the evaporator length. An experimental bench was developed to perform the tests in varied angulation compared to the horizontal plane. After, a mathematical model was developed based on the effectiveness-NTU method for heat exchangers. The model was initially proposed for one heat pipe, and after extended for the heat pipe array. It was implemented on the software EES, and its validation arose through the experimental data obtained by testing the aforementioned heat pipe. Finally, the model was evaluated for varied diameters, evaporator and condenser lengths and irradiation. The developed tool was able to assist projects of heat pipe solar collectors. Os aquecedores solares podem ser utilizados para o aquecimento de água doméstico e industrial. Dentre as variações de aquecedores solares, o coletor assistido por termossifões destaca-se por sua eficiência, pois pode trabalhar em temperaturas superiores aos coletores convencionais, visto que seu princípio de funcionamento é baseado na mudança de fase do fluido de trabalho. Neste projeto de conclusão de curso, foi realizado um estudo teórico e experimental sobre coletores solares assistidos por termossifões. Primeiramente, dois termossifões de cobre, de diâmetros de 12,6mm e 9,45mm, foram construídos e testados com diferentes razões de preenchimento - de 60% e 80% em relação ao comprimento do evaporador. Uma bancada experimental foi desenvolvida, para realização de testes em diferentes angulações com relação ao plano horizontal. Em seguida, um modelo matemático foi desenvolvido com base no método da efetividade-NUT para trocadores de calor. O modelo foi inicialmente proposto para um único termossifão, e após expandido para uma matriz de termossifões. Ele foi implementado no software EES, e sua validação deu-se a partir dos dados experimentais obtidos por testes do termossifão supracitado. Por fim, o modelo foi avaliado para diferentes diâmetros, comprimentos de evaporador e condensador e diferentes irradiações. A ferramenta desenvolvida se mostrou suficiente para auxiliar o projeto de coletores solares assistidos por termossifões. 2020-11-12T18:56:33Z 2020-11-12T18:56:33Z 2017-12-05 bachelorThesis BATALHA, Lara Elisia Buchweitz; AMARAL, Marcos Censi do; ARAUJO, Millene Rizzetto Duarte Gomes. Desenvolvimento de um modelo matemático para o dimensionamento de coletores solares assistidos por termossifões. 2017. 92 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10563 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Graduação em Engenharia Mecânica UTFPR
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description	Solar heaters may be utilized to heat water for domestic and industrial use. Among the variations of solar heaters, the evacuated tube heat pipe collector stands out due to his efficiency, because it is able to operate in higher temperatures than conventional collectors, since its operational principle is based on the working fluid phase change. In the present work, a theoretical and experimental study of evacuated tube heat pipe collectors was developed. First, two copper heat pipes, with diameters of 12,6mm and 9,45mm, were built and tested with different fill rates – 60% and 80% of the evaporator length. An experimental bench was developed to perform the tests in varied angulation compared to the horizontal plane. After, a mathematical model was developed based on the effectiveness-NTU method for heat exchangers. The model was initially proposed for one heat pipe, and after extended for the heat pipe array. It was implemented on the software EES, and its validation arose through the experimental data obtained by testing the aforementioned heat pipe. Finally, the model was evaluated for varied diameters, evaporator and condenser lengths and irradiation. The developed tool was able to assist projects of heat pipe solar collectors.
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