Modelagem, simulação e otimização de uma unidade de aquecimento de água e refrigeração por absorção de alimentação híbrida a coletor solar e gás combustível

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2008
Autor(a) principal: Dilay, Ericson
Orientador(a): Vargas, José Viriato Coelho, 1958-
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Aquecimento solar
Refrigeração
Coletores solares
Água
Engenharia de Materiais e Metalurgia
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/17625
Resumo: Orientador: José Viriato C.Vargas
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPEVargas, José Viriato Coelho, 1958-Dilay, Ericson2024-12-12T13:31:06Z2024-12-12T13:31:06Z2008https://hdl.handle.net/1884/17625Orientador: José Viriato C.VargasDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia - PIPE. Defesa: Curitiba, 25/08/2008Inclui bibliografiaÁrea de concentração: Processos térmicos e químicosResumo: Um sistema de cogeração, constituído por um coletor solar, um queimador a gás, um reservatório térmico, um trocador de calor de água quente e um refrigerador por absorção é concebido para produzir simultaneamente calor (trocador de calor de água quente) e refrigeração (refrigerador por absorção). Nesta dissertação, desenvolve-se um modelo matemático simplificado que combina as correlações fundamentais e empíricas e os princípios da Termodinâmica clássica e de Transferência de Calor e Massa. O modelo proposto é utilizado para simular numericamente a resposta do sistema em diferentes condições de funcionamento e de projeto, em regime transiente e em regime estacionário. Uma otimização global do sistema para máximo desempenho (ou mínima destruição de exergia) busca tempos mínimos de pull-down e pull-up e a máxima eficiência da segunda lei da Termodinâmica com baixo tempo computacional. Grupos adimensionais adequados são identificados e os resultados apresentados em gráficos normalizados para aplicação geral. Os resultados numéricos demonstram que a eficiência de segunda Lei da Termodinâmica do sistema, ? ,II max,max,max , maximizada três vezes, ocorre quando três vazões mássicas características do sistema são otimamente escolhidas em termos gerais como taxas de capacidade térmica adimensionais ( , , ) ( 43,1 23,0, 14,0, ) opt ? sp s, ? wx wx, ? H s, ? . Os mínimos tempos de pull-down e pull-up e a máxima eficiência de segunda Lei da Termodinâmica encontrados no que diz respeito aos parâmetros operacionais otimizados são acentuados, portanto é importante que sejam considerados em projetos reais de engenharia. Como resultado, espera-se que o modelo seja uma ferramenta útil para simulação, projeto e otimização de sistemas de energia alimentados por coletor solar.Abstract: A cogeneration system consisting of a solar collector, a gas burner, a thermal storage reservoir, a hot water heat exchanger, and an absorption refrigerator is devised to simultaneously produce heating (hot water heat exchanger) and cooling (absorption refrigerator system). A simplified mathematical model, which combines fundamental and empirical correlations, with principles of classical thermodynamics, mass and heat transfer, is developed. The proposed model is then utilized to numerically simulate the system transient and steady state response under different operating and design conditions. A system global optimization for maximum performance (or minimum exergy destruction) in the search for minimum pull-down and pull-up times, and maximum second law efficiency of the system is performed with low computational time. Appropriate dimensionless groups are identified and the results presented in normalized charts for general application. The numerical results show that the three way maximized system second law efficiency, ? ,II max,max,max , occurs when three system characteristic mass flow rates are optimally selected in general terms as dimensionless heat capacity rates ( , , ) ( 43,1 23,0, 14,0, ) opt ? sp s, ? wx wx, ? H s, ? . The minimum pull-down and pull-up times, and maximum second law efficiencies found with respect to the optimized operating parameters are sharp and, therefore important to be considered in actual design. As a result, the model is expected to be a useful tool for simulation, design, and optimization of solar collector based energy systems.xiv, 69f. : il., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalAquecimento solarRefrigeraçãoColetores solaresÁguaEngenharia de Materiais e MetalurgiaModelagem, simulação e otimização de uma unidade de aquecimento de água e refrigeração por absorção de alimentação híbrida a coletor solar e gás combustívelinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALDissertação Ericson Dilay.pdfapplication/pdf651713https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/17625/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Ericson%20Dilay.pdf3bd6506db92af1602d7a8d6083cd1c36MD51open accessTEXTDissertação Ericson Dilay.pdf.txtExtracted Texttext/plain126770https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/17625/2/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Ericson%20Dilay.pdf.txtbe4bc46831c24f413ad303e178b84f20MD52open accessTHUMBNAILDissertação Ericson Dilay.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1360https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/17625/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Ericson%20Dilay.pdf.jpg736727e896dd3af0089e824a32f98a4cMD53open access1884/176252024-12-12 10:31:06.743open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/17625Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082024-12-12T13:31:06Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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