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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12886
Tipo: Dissertação
Título: Caracterização numérica e experimental de um coletor solar de placa plana
Autor(es): Freitas, Diogenes Linard Aquino
Primeiro Orientador: Moreira, Gilberto Augusto Amado
Resumo: Esta dissertação apresenta uma análise do comportamento térmico de um coletor solar do tipo plano para aquecimento de água. O trabalho foi dividido em duas etapas: numérica e experimental. Para os testes experimentais, a montagem do sistema de aquecimento solar instalado no Laboratório de Energia Solar da UFPB foi adaptado. A bancada é constituída de sensores de temperatura, de radiação solar, de direção e velocidade do vento e uma estrutura metálica que possibilita ajustar diferentes inclinações e vazões volumétricas. Foi desenvolvido uma plataforma de instrumentação para aquisição e monitoramento dos dados por meio de um software supervisório implementado em LabView. Também foi desenvolvido uma interface gráfica que permite a monitoração com um computador. Com isso, obtiveram-se os resultados experimentais, com várias curvas características da radiação solar incidente, da temperatura da água na entrada e saída dos coletores solares. Adotou-se um modelo simplificado unidimensional para a simulação numérica que foi resolvida através do Método dos Volumes Finitos. O código foi desenvolvido em linguagem de programação para discretização do domínio e resolução das equações de governo da modelagem matemática do problema. A caracterização do coletor solar com simulação numérica, por meio do software MATLAB obteve as curvas de temperatura dos seus componentes, entre os quais, o vidro, a placa absorvedora e o fluido de trabalho. Os resultados da temperatura de entrada e saída do coletor solar obtidos na simulação numérica são validados com os dados experimentais. Através dos resultados apresentados em diversas curvas de resposta térmica dos componentes do coletor solar, foi possível determinar o rendimento térmico para cada configuração dos coletores na região de regime permanente. Os resultados simulados dos rendimentos térmicos foram validados com os resultados experimentais. Avaliou-se o efeito da adição de um filme plástico no rendimento térmico do coletor solar plano, cujos os valores indicam um aumento de 44% aproximadamente. Um teste experimental foi realizado na placa absorvedora, buscando avaliar a distribuição da temperatura ao longo da superfície.
Abstract: This Master Thesis presents an analysis of the thermal behavior of two solar collectors of the flat type and solar water heating. Two sections were divided in this work: numerical and experimental. For the experimental trials, a solar heating system installed no UFPB Solar Energy Laboratory was adapted. A bench is composed of temperature sensors, solar radiation, direction and a metal structure that allows adjusting different inclinations and volumetric flow rates. An instrumentation platform was developed for the acquisition and monitoring of data through supervised software implemented in LabView. It has also developed a graphical interface that allows monitoring with a computer. Thus, we obtained the experimental results, with several characteristic curves of incident solar radiation, of the water temperature at the entrance and exit of the solar collectors. A simplified one-dimensional model adopted for the numerical simulation that was solved through the Finite Volume Method. Developed a programming language code for discretization and resolution of the equations of government of the mathematical modeling of the problem. The characterization of the solar collector with numerical simulation, through MATLAB software, obtained as temperature curves of its components, among which, glass, an absorber plate and working fluid. The results of the inlet and outlet temperature of the solar collector are obtained in the numerical simulation are validated with the experimental data. Through the results indicated in several thermal response curves of the components of the solar collector, to determine the thermal efficiency for each configuration of the collectors in the region of permanent regime. The simulated results of the thermal yields were validated with the experimental results. The effect of the addition of a plastic film is not a thermal yield of the flat solar collector, whose values indicate an increase of approximately 44%. An experimental test was performed on the absorber plate, seeking a temperature distribution along the surface.
Palavras-chave: Coletor solar
Simulação computacional
Experimental
Rendimento térmico
Solar collector
Computational simulation
Thermal efficiency
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Mecânica
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12886
Data do documento: 20-Abr-2017
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

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