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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/54995
Tipo: | Tese |
Título: | Caracterização de novas superfícies seletivas, à base de óxido de titânio, de óxido de cromo e de pó de granito, para coletores solares |
Título em inglês: | Characterization of new selective surfaces, based on titanium oxide, chromium oxide and granite powder, for solar collectors |
Autor(es): | Araújo, Felipe Alves Albuquerque |
Orientador: | Freire, Francisco Nivaldo Aguiar |
Palavras-chave: | Superfície seletiva;Energia solar;Coletor solar de placa plana;Pó de granito;Óxido de titânio;Óxido de cromo;Substâncias compósitas |
Data do documento: | 2020 |
Citação: | ARAÚJO, Felipe Alves Albuquerque. Caracterização de novas superfícies seletivas, à base de óxido de titânio, de óxido de cromo e de pó de granito, para coletores solares. 2020. 108 f. Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Materiais , Fortaleza, 2020. |
Resumo: | O esgotamento das reservas de combustíveis fósseis e as mudanças climáticas ocasionadas pela poluição atmosférica têm levado o ser humano a buscar alternativas menos prejudiciais ao meio ambiente. A preocupação e a conscientização da população abrem espaço para o aprofundamento do estudo das energias renováveis; dentre estas, vale destacar a melhor utilização da energia solar. O uso de materiais alternativos com objetivo de substituir superfícies seletivas é uma tendência natural, pois geralmente se busca melhorias na eficiência das superfícies, ao mesmo tempo em que se tenta diminuir os custos. Substâncias compósitas já são utilizadas na obtenção de algumas superfícies seletivas, e, com isso, a busca pelo aperfeiçoamento dos processos desperta as pesquisas em materiais mais adequados e de menor custo, o que representa um grande potencial científico na evolução destas tecnologias. Dessa forma, no presente trabalho obtiveram-se e estudaram-se superfícies seletivas para aplicações em coletores solares de placa plana de baixo custo, utilizando-se resíduos da indústria de granito, óxido de titânio e óxido de cromo. Produziram-se superfícies seletivas diferentes, consistindo no emprego dos seguintes materiais, variando-se o percentual em peso: 100% pó de granito, 100% óxido de cromo, 100% óxido de titânio, pó de granito + óxido de cromo (75%-25%, 50%-50% e 25%-75%) e pó de granito + óxido de titânio (também de 75%-25%, 50%-50% e 25%-75%). Para a realização dos testes, foi construída uma bancada experimental de madeira, sendo possível simular as condições de um coletor solar de placa plana. Foram testadas, assim, as superfícies seletivas simultaneamente. A eficiência das superfícies foi determinada pela razão da absortividade pela emissividade, assim como a da marca comercial MRTiNOX. Obteve-se, para esta, uma eficiência de 23,58, enquanto para a superfície com 50% de granito e 50% de titânio calculou-se o valor de 23,30 (o mais próximo da marca comercial). Portanto, substituir os componentes tradicionais de superfícies seletivas por granito mostrou ser uma solução satisfatória, contribuindo para a redução de custos com trabalhos envolvendo energia solar. |
Abstract: | The depletion of fossil fuel reserves and climate change caused by atmospheric pollution have led the human being to seek alternatives that are less harmful to the environment. The concern and the awareness of the population open space for the study of renewable energies to be deepened, among them the best use of solar energy. The use of alternative materials to replace selective surfaces is a natural trend, since improvements in surface efficiency are usually sought while attempting to reduce costs. Composite substances have already been used to obtain some selective surfaces, and, as a result, the search for better processes awakens research on more appropriate and lower cost materials, which represents a great scientific potential in the evolution of these technologies. Thus, the present work consisted in obtaining and studying selective surfaces for applications in low-cost flat plate solar collectors, using residues from the granite industry, titanium oxide and chromium oxide. Different selective surfaces were produced, consisting of the use of the following materials, varying the percentage by weight: 100% granite powder, 100% chromium oxide, 100% titanium oxide, granite powder + chromium oxide (75% - 25%, 50-50% and 25% -75%) and granite powder + titanium oxide (also 75% -25%, 50%-50% and 25% -75%). For the tests, an experimental wooden bench was built, and it was possible to simulate the conditions of a flat plate solar collector. Thus, the selective surfaces were simultaneously tested. The efficiency of the surfaces was determined by the ratio of the absorptivity through the emissivity, as well as the trademark MRTiNOX. An efficiency of 23.58 was obtained for this, while for the 50% granite - 50% titanium surface the value of 23.30 (closest to the trade mark) was calculated. Therefore, replacing the traditional components of selective surfaces with granite proved to be a satisfactory solution, contributing to the reduction of costs with work involving solar energy. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/54995 |
Aparece nas coleções: | DEMM - Teses defendidas na UFC |
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