Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/3684
Type: Dissertação
Title: Estudo experimental de um termo-oscilador para bombeamento de líquidos
Author(s)/Inventor(s): Fernandes, Luiz Claudio Vieira
Advisor: Rajagopal, Krishnaswamy
Abstract: Estudo experimental de uma máquina térmica para bombeamento de líquidos. Esta máquina consiste num termo-oscilador formado por um tubo "U'', parcialmente cheio de líquido o qual oscila, deslocando um gás alternativamente entre uma região aquecida para outra resfriada. A expansão e contração do gás é utilizada na realização de trabalho externo. Foram construídos dois modelos experimentais deste oscilador, para análise dos principais parâmetros que influenciam no seu desempenho. Transdutores e circuitos eletrônicos foram desenvolvidos para acompanhamento do nível de líquido no tubo ''U'' e dos movimentos das válvulas de sucção e recalque. Os valores de temperaturas e pressões do gás foram obtidos utilizando termopares e um transdutor de pressão. Com isto foi obtida a evolução do ciclo termodinâmico. É também proposto um modelo teórico deste termo-oscilador, simulado numericamente utilizando o método de Runge-Kutta, obtendo valores de pressão e volume do gás, bem como os de velocidade dos níveis de líquido, em função do tempo. Os resultados teóricos e experimentais foram qualitativamente comparados. Para o modelo construído com geometria não propicia à realimentação (feedback) de energia nas oscilações, as frequências e amplitudes mostram-se semelhantes às obtidas da simulação numérica; enquanto para o modelo construído com geometria de maior efeito desta realimentação, estes parâmetros de operação mostram-se diferentes da simulação. Comparações como o trabalho externo de bombeamento e a influência da variação da massa de gás no desempenho da bomba, mostram-se compatíveis. É demonstrada a possibilidade de utilização de um sistema de simples construção e baixo custá em aplicações de bombeamento de líquidos para pequenas alturas de recalque. Devido ao recente interesse acerca destes tipos de bombas, tem-se pouca experiência para sua utilização em larga escala. São necessários estudos experimentais e teóricos para a otimização da geometria e dos parâmetros de operação.
Abstract: Presents an experimental study of a thérmal pump. This púmp cons_ists of a thermal oscillator formed by a U-tube partially filled with liquid which oscillates deslocating a gas alternately from a hot region to a cold region.Two prototypes were constructed to study the principal factors that influence the performance. Transducer and electronic circuits were developed to register the liquid level in the U-tube and the deslocations of the admission and discharge valves.The temperatures and pressure of the gas was obtained using termocouples and a pressure transducer. Thus the evol ution of the thermodynamic cycles was studied. A theoretical model was used to simulate the thermal oscillator, obtaining the pressure and volume of the gas as well as velocities of the liquid level as a function of time by Runge-Kutta method. A comparison of the experimental and theoretical results was made. For the prototype with geometrj~unfavorable to the feedback of energy in the oscillations, the frequency and amplitude were similar. For the prototype with a geometry favorable to this feedback of energy, the results were .different. Comparison such as the work realized in pumping and the influence of variation on quantity of gas on the cycle were satisfactory. The prototype showed it is possible to use a pump system of simple construction and low cost for low lift applications, for example rural irrigation. Due to the relatively recent interest in thermal pumps, there is little experience of its utility in large scale applications. Further experimental and theoretical studies are necessry for otimization of the geometry and parameters of operation.
Keywords: Osciladores
Dinâmica dos fluídos
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::APROVEITAMENTO DE ENERGIA
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: Aug-1984
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/11422/3684
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

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