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Type: Dissertação
Title: Estudo teórico-experimental de um concentrador solar cilíndrico-parabólico
Author(s)/Inventor(s): Rendeiro, Gonçalo
Advisor: Bastos, Leopoldo Eurico Gonçalves
Abstract: Estudo teórico-experimental do comportamento diário de um concentrador solar cilindro-parabólico eixo leste-oeste, associado a um tanque de estocagem. O protótipo construído consta de um refletor metálico de 2m² de área, distância focal 0,25m e de dois tubos: um absorvedor (de aço enegrecido) envolvido por outro de vidro, sendo os diâmetros nominais 25,4 e 52mm respectivamente. O tanque de estocagem tem capacidade de 90 l, o fluido de trabalho é água escoando a uma vazão de 200t/h numa tubulação de aço com diâmetro de 25,4mm, sendo o isolamento lã de vidro. Sob diferentes condições diárias de insolação, velocidade de vento e temperatura ambiente foram efetuados diversos testes, com o protótipo, fixada a vazão do fluido de trabalho, medindo-se as seguintes temperaturas: de entrada e saída do fluido de trabalho no concentrador, do fluido no interior do tanque de estocagem, e da superfície do tubo absorvedor. Como resultado de um balanço de energia no concentrador, foi obtido um sistema de equações não lineares que representa seu comportamento para diferentes variáveis de projeto, sendo incluídas ou não aquelas utilizadas no protótipo. Para a obtenção da solução foi utilizado o método iterativo de Newton-Raphson. Assim, para idênticas condições de insolação foi realizado um estudo comparativo entre o modelo considerado e o protótipo. Conseguiu-se também através da simulação uma previsão do funcionamento do concentrador solar para vários parâmetros de projeto diferentes daqueles utilizados no protótipo construído. Utilizou-se com este fim o modelo determinístico de insolação direta de Dogniaux. A boa concordância verificada entre os resultados teóricos a partir do modelo e experimentais pelo protótipo, indica que o estudo teórico desenvolvido pode ser utilizado no projeto e na previsão do comportamento de outras unidades de concentração com: valores maiores para o fator de concentração e para o comprimento do tubo absorvedor.
Abstract: A theoretic-experimental study was developed for a cylindrical parabolic focussing collector east-west axis oriented, associated with a heat storage tank. The prototype consists of a metalic thin sheet reflector (2m² surface, 0.25 focal length) and two concentric pipes: a receiver tube (steel black painted) and an exterior glass tube wi th the following nominal diameters 25.4 and 52mm. The thermal storage vessel has a capacity of 90 l, and the working fluid is water flowing at a rate of 200 l/h inside a l" steel piping. All the system was isolated with a glass wool. The prototype was submitted to various testing solar insolation condutions, wind speeds,ambient temperatures. For a fixing rate of flow of the working fluid, several temperatures were measured as follows: inlet and outled fluid temperature in the receiver tube, bulk fluid temperature in the storage vessel, medium surface temperature in the receiver tube (in two points). An energy balance in the concentrator gives a non-linear equations system representing its behaviour during direct insolation daily variation. The solution was obtained using an iterative algorithm. Using the same insolation conditions it was made a comparison between the theoretical and the experimental data, and the results showed that the model represents with good accuracy the considered system. ln the theory other parameters were considered besides the ones used in the constructed prototype, in order to generalize the study. Also, the theorétical model was used to simulate the behaviour of the system for other dimensions (concentration factors, tube receiver lengths). For these aims it has been utilized the Dogniaux direct insolation deterministic model. The good accuracy of the results obtained from the prototype and the model shows that the developed the oretical study can be used to design and to simulate the ehavior of a cylindrical parabolic focussing collector increasing the concentration factor and receiver tube.
Keywords: Energia solar
Aquecimento de água
Transferência de calor
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::TRANSFERENCIA DE CALOR
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jun-1980
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/11422/3656
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

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