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Title in Portuguese: Aperfeiçoamento experimental de um tubo de vórtice para acionamento por sistema solar fotovoltaico
Author: Aragão, Thales Silva Ximenes de
Advisor(s): Rocha, Paulo Alexandre Costa
Co-advisor(s): Silva, Maria Eugênia Vieira da
Keywords: Engenharia mecânica
Energia solar
Refrigeração
Tubo de vórtice
Issue Date: 2017
Citation: ARAGÃO, T. S. X. Aperfeiçoamento experimental de um tubo de vórtice para acionamento por sistema solar fotovoltaico. 2017. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Abstract in Portuguese: O presente trabalho tem como foco o estudo de tubos de vórtice com variadas configurações. No decorrer dele, determinaram-se quais parâmetros devem ser estudados para que se obtenha o melhor desempenho termodinâmico. As principais variações estudadas foram a pressão - de 1 a 6 bar - e a fração de massa fria, girando em torno de 40%, assim como o número de entradas da câmara de geração de vórtice, com 4 ou 6. As frações de massa fria se apresentaram mais eficientes entre os valores de 40 e 50%. A análise realizada usou um aparelho de vórtice de fabricação própria que possibilitava um trabalho conjunto com um compressor de 7,5hp. Outros instrumentos também foram utilizados para a obtenção dos dados experimentais, como filtros de ar e de impurezas, um rotâmetro de grande capacidade para aferição do fluxo de ar e uma série de termopares que se encarregaram de monitorar as temperaturas apresentadas pelo sistema. Os experimentos revelaram que um coeficiente de performance satisfatório, com índices de até 12%, foi alcançado. A melhor configuração apresentada foi com o tubo de vórtice trabalhando a uma pressão de 6 bar, com uma câmara de geração de vórtice possuindo 4 entradas. A eficiência em termos de exergia também foi estudada e aferida, apresentando valores de 2% para os pontos mais eficientes. Os valores desta eficiência apresentaram pouca variação em relação à variação de pressão. Juntamente com essa análise, o trabalho também realizou o dimensionamento e escolha de painéis solares capazes de alimentar o sistema. Foram selecionados painéis que atuam em paralelo, com 8 unidades atuando conjuntamente.
Abstract: The current work intends to focus in studying vortex tube with several configurations. Through it, one determines which parameters have to be studied in order to obtain the best thermodynamical performance. The main studied variations were the pressure - in a range from 1 to 6 bar - and the cold mass fraction, around 40%, as well as the number of inlets on the vortex chamber, 4 or 6. The best cold mass fraction were between 40 ans 50%. The performed analysis used a vortex device manufactured, which was working with a 7,5 hp compressor. Other instruments were used to obtain experimental data, like a device to measure the air flow, and several termocouples, which were monitoring the temperatures in the system. The experiments show a satisfactory coefficient of performance, which rates as high as 12%. The best configuration was a vortex pipe working at 6 bar and a 4 inlets vortex chamber. The exergy efficiency was studied and determined as well, with values of 2% in the best points. Those values presented only a little variation once the pressure was changed. With this analysis, this work performed the design and choice of solar panels, capable of feed the system. A paralel configuration of solar panes was defined, with 8 units working together.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/23346
metadata.dc.type: Dissertação
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