Neste trabalho é proposto um modelo matemático baseado no método de diferenças finitas destinado a simular, via computador, o funcionamento de um coletor solar concentrador cilindro-parabólico de eixo Leste-Oeste. A partir de dados fundamentais (mês, dia e hora, radiação incidente, latitude, temperatura ambiente, temperaturas de entrada e saída do fluido) o modelo pode fornecer o rendimento total previsto, fluxo de massa do fluido de transferência, perdas térmicas do absorvedor e cobertura por radiação e convecção, perda de carga e outros parâmetros de desempenho, além das distribuições de temperatura ao longo do coletor. Visando tornar mais completo o trabalho, inicialmente são analisadas de modo resumido as características básicas dos principais tipos de coletores concentradores de foco linear em função de sua possível utilização como fonte alternativa de energia para a geração industrial de vapor de baixa pressão. Para um coletor cilindro-parabólico, considerado o mais adequado a esta finalidade, são estudados os principais parâmetros físicos e geométricos que influenciam seu desempenho. As características gerais de um protótipo deste tipo de coletor, atualmente em fase final de construção pelo Grupo de Energia Solar da UFRGS, são apresentadas de modo suscinto. Na parte final do trabalho são apresentados os resultados de simulações efetuadas para o protótipo citado, com os dados ora disponíveis, e as conclusões obtidas a partir destes resultados. / This work presents a mathematical model based on the finite difference method aimed to simulate, by computer, the operation of a cylindrical parabolic solar concentrator collector of East-West axis. From basic data (month, day and hour, incident radiation, latitude, ambient temperature, inlet and outlet fluid temperatures) the model can provide theoretical total efficiency, flow rate, absorver and cover losses by radiation and by convection, pressure drop and other performance indicators, as well the temperature distributions along the collector. As solar concentrators may be used as alternative energy source for industrial generation of low-pressure vapor, and for the sake of completeness, basic characteristics of the principal kinds of linear focus concentrator collector are first analysed. For the range of temperatures that a cylindrical parabolic collector can reach, it is considerated the more suitable one for steam production; so the most important physical and geometric parameters of this collector are studied . The general characteristics of a prototype of such collector, which is nowadays being constructed by the Solar Energy Group of UFRGS, are briefly presented. Finally, the results of simulations made for this prototype with at present available data as well the conclusions obtained from these results are presented.

Estágio realizado na Martifer ENER-Q e orientado pelo Doutor Pedro Correia Carvalho / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

O presente trabalho trata da produção de gelo, com energia solar. A produçao de gelo e feita atraves de um sistema de refrigeração por absorção, onde a energia solar é a fonte de calor. O gelo tem uma grande aplicação na conservação de alimentos, e a energia solar permite a produção de gelo onde n-ao se dispo-e de energia ele, trica. Pode-se ver que a grande aplicação destes sistemas é tipicamente o meio rural. O sistema pode ser dividido em duas partes: o sistema solar de captação de energia e o equipamento de refri - geração. O sistema solar baseia-se no uso de coletores solares concentradores parabÓlicos compostos (CPC), onde a energia solar é utilizada para aquecimento de Óleo térmico. Os coletores são posicionados dentro de uma "estufa", que os protege da ação do vento, permitindo uma estrutura mais leve. Neste trabalho é feito um estudo do projeto de engenharia desenvolvido para o sistema solar, onde são analisadas as etapas de projeto propriamente dito, fabricação e testes iniciais do sistema. Para quantificar o fator de interceptação de espelhos reais, foi feita uma simulação do comportamento dos coletores em micro-computador. O equipamento de refrigeração baseia-se em um ciclo de absorção, que utiliza o Óleo térmico aquecido como fonte de calor para seu funcionamento. O ciolo utiliza dois fluidos, a água como absorvente e a amonia como refrigerant. Partindo da bibliografia existente e da operação do equipamento procurou-se o conhecimento teÓrico do ciclo de refrigeração por absorção. As mediçÕes experiment3is do equipamento de refrigeração foram feitas com o sistema trabalhando em regime, e os dados recolhidos foram utilizados em equações de balanço provenientes da análise teÓrica acima citada. Os resultados desses cálculos foram então comparados com o comportamento global do sistema medido em forma experimental. / Thia work denis with solar energy ice production. Ice is obtained from an absorption refrigeration system, on which solar energy is the heat source. Ice is very important for food conservation, and solar energy makes ice production possible where there is no electrical energy. Thus, farm regions seems like the main application of these systems. The system can be divided into two componente: the equipment for solar energy collection and the refrigeration equipment. The solar equipment uses compound parabolic collectors (CPC) that heat thermal oil. The collectors are mounted inside o greenhouse, that protects the collectors from wind and allows a light structure. This worlc describes an analysis of the engineering deaign developed for the solar syatem, as well as the factor, y making and the initial testa of the system. The interception factor was evaluated by computer simulation of the collector behaviour. The refrigeration equipment is based on an absoi ·ption cyclo which uses the heated thermal oil as heat source, water as the ebsorbent and ammonia as the refrigerant. The operation of the system, as well as a survey on the available literatura, allowed a study on the theory of the absorption refrigeration cycle. The experimental meosurements were obtained wifu. the equipment working in constant operation (24 hours/day), and the resulta were utilized in the derived theoretical equations. The results thus obtained were then compared to those derived from the experimental measurements.

Neste trabalho é proposto um modelo matemático baseado no método de diferenças finitas destinado a simular, via computador, o funcionamento de um coletor solar concentrador cilindro-parabólico de eixo Leste-Oeste. A partir de dados fundamentais (mês, dia e hora, radiação incidente, latitude, temperatura ambiente, temperaturas de entrada e saída do fluido) o modelo pode fornecer o rendimento total previsto, fluxo de massa do fluido de transferência, perdas térmicas do absorvedor e cobertura por radiação e convecção, perda de carga e outros parâmetros de desempenho, além das distribuições de temperatura ao longo do coletor. Visando tornar mais completo o trabalho, inicialmente são analisadas de modo resumido as características básicas dos principais tipos de coletores concentradores de foco linear em função de sua possível utilização como fonte alternativa de energia para a geração industrial de vapor de baixa pressão. Para um coletor cilindro-parabólico, considerado o mais adequado a esta finalidade, são estudados os principais parâmetros físicos e geométricos que influenciam seu desempenho. As características gerais de um protótipo deste tipo de coletor, atualmente em fase final de construção pelo Grupo de Energia Solar da UFRGS, são apresentadas de modo suscinto. Na parte final do trabalho são apresentados os resultados de simulações efetuadas para o protótipo citado, com os dados ora disponíveis, e as conclusões obtidas a partir destes resultados. / This work presents a mathematical model based on the finite difference method aimed to simulate, by computer, the operation of a cylindrical parabolic solar concentrator collector of East-West axis. From basic data (month, day and hour, incident radiation, latitude, ambient temperature, inlet and outlet fluid temperatures) the model can provide theoretical total efficiency, flow rate, absorver and cover losses by radiation and by convection, pressure drop and other performance indicators, as well the temperature distributions along the collector. As solar concentrators may be used as alternative energy source for industrial generation of low-pressure vapor, and for the sake of completeness, basic characteristics of the principal kinds of linear focus concentrator collector are first analysed. For the range of temperatures that a cylindrical parabolic collector can reach, it is considerated the more suitable one for steam production; so the most important physical and geometric parameters of this collector are studied . The general characteristics of a prototype of such collector, which is nowadays being constructed by the Solar Energy Group of UFRGS, are briefly presented. Finally, the results of simulations made for this prototype with at present available data as well the conclusions obtained from these results are presented.

Neste trabalho é proposto um modelo matemático baseado no método de diferenças finitas destinado a simular, via computador, o funcionamento de um coletor solar concentrador cilindro-parabólico de eixo Leste-Oeste. A partir de dados fundamentais (mês, dia e hora, radiação incidente, latitude, temperatura ambiente, temperaturas de entrada e saída do fluido) o modelo pode fornecer o rendimento total previsto, fluxo de massa do fluido de transferência, perdas térmicas do absorvedor e cobertura por radiação e convecção, perda de carga e outros parâmetros de desempenho, além das distribuições de temperatura ao longo do coletor. Visando tornar mais completo o trabalho, inicialmente são analisadas de modo resumido as características básicas dos principais tipos de coletores concentradores de foco linear em função de sua possível utilização como fonte alternativa de energia para a geração industrial de vapor de baixa pressão. Para um coletor cilindro-parabólico, considerado o mais adequado a esta finalidade, são estudados os principais parâmetros físicos e geométricos que influenciam seu desempenho. As características gerais de um protótipo deste tipo de coletor, atualmente em fase final de construção pelo Grupo de Energia Solar da UFRGS, são apresentadas de modo suscinto. Na parte final do trabalho são apresentados os resultados de simulações efetuadas para o protótipo citado, com os dados ora disponíveis, e as conclusões obtidas a partir destes resultados. / This work presents a mathematical model based on the finite difference method aimed to simulate, by computer, the operation of a cylindrical parabolic solar concentrator collector of East-West axis. From basic data (month, day and hour, incident radiation, latitude, ambient temperature, inlet and outlet fluid temperatures) the model can provide theoretical total efficiency, flow rate, absorver and cover losses by radiation and by convection, pressure drop and other performance indicators, as well the temperature distributions along the collector. As solar concentrators may be used as alternative energy source for industrial generation of low-pressure vapor, and for the sake of completeness, basic characteristics of the principal kinds of linear focus concentrator collector are first analysed. For the range of temperatures that a cylindrical parabolic collector can reach, it is considerated the more suitable one for steam production; so the most important physical and geometric parameters of this collector are studied . The general characteristics of a prototype of such collector, which is nowadays being constructed by the Solar Energy Group of UFRGS, are briefly presented. Finally, the results of simulations made for this prototype with at present available data as well the conclusions obtained from these results are presented.

O presente trabalho trata da produção de gelo, com energia solar. A produçao de gelo e feita atraves de um sistema de refrigeração por absorção, onde a energia solar é a fonte de calor. O gelo tem uma grande aplicação na conservação de alimentos, e a energia solar permite a produção de gelo onde n-ao se dispo-e de energia ele, trica. Pode-se ver que a grande aplicação destes sistemas é tipicamente o meio rural. O sistema pode ser dividido em duas partes: o sistema solar de captação de energia e o equipamento de refri - geração. O sistema solar baseia-se no uso de coletores solares concentradores parabÓlicos compostos (CPC), onde a energia solar é utilizada para aquecimento de Óleo térmico. Os coletores são posicionados dentro de uma "estufa", que os protege da ação do vento, permitindo uma estrutura mais leve. Neste trabalho é feito um estudo do projeto de engenharia desenvolvido para o sistema solar, onde são analisadas as etapas de projeto propriamente dito, fabricação e testes iniciais do sistema. Para quantificar o fator de interceptação de espelhos reais, foi feita uma simulação do comportamento dos coletores em micro-computador. O equipamento de refrigeração baseia-se em um ciclo de absorção, que utiliza o Óleo térmico aquecido como fonte de calor para seu funcionamento. O ciolo utiliza dois fluidos, a água como absorvente e a amonia como refrigerant. Partindo da bibliografia existente e da operação do equipamento procurou-se o conhecimento teÓrico do ciclo de refrigeração por absorção. As mediçÕes experiment3is do equipamento de refrigeração foram feitas com o sistema trabalhando em regime, e os dados recolhidos foram utilizados em equações de balanço provenientes da análise teÓrica acima citada. Os resultados desses cálculos foram então comparados com o comportamento global do sistema medido em forma experimental. / Thia work denis with solar energy ice production. Ice is obtained from an absorption refrigeration system, on which solar energy is the heat source. Ice is very important for food conservation, and solar energy makes ice production possible where there is no electrical energy. Thus, farm regions seems like the main application of these systems. The system can be divided into two componente: the equipment for solar energy collection and the refrigeration equipment. The solar equipment uses compound parabolic collectors (CPC) that heat thermal oil. The collectors are mounted inside o greenhouse, that protects the collectors from wind and allows a light structure. This worlc describes an analysis of the engineering deaign developed for the solar syatem, as well as the factor, y making and the initial testa of the system. The interception factor was evaluated by computer simulation of the collector behaviour. The refrigeration equipment is based on an absoi ·ption cyclo which uses the heated thermal oil as heat source, water as the ebsorbent and ammonia as the refrigerant. The operation of the system, as well as a survey on the available literatura, allowed a study on the theory of the absorption refrigeration cycle. The experimental meosurements were obtained wifu. the equipment working in constant operation (24 hours/day), and the resulta were utilized in the derived theoretical equations. The results thus obtained were then compared to those derived from the experimental measurements.

O presente trabalho trata da produção de gelo, com energia solar. A produçao de gelo e feita atraves de um sistema de refrigeração por absorção, onde a energia solar é a fonte de calor. O gelo tem uma grande aplicação na conservação de alimentos, e a energia solar permite a produção de gelo onde n-ao se dispo-e de energia ele, trica. Pode-se ver que a grande aplicação destes sistemas é tipicamente o meio rural. O sistema pode ser dividido em duas partes: o sistema solar de captação de energia e o equipamento de refri - geração. O sistema solar baseia-se no uso de coletores solares concentradores parabÓlicos compostos (CPC), onde a energia solar é utilizada para aquecimento de Óleo térmico. Os coletores são posicionados dentro de uma "estufa", que os protege da ação do vento, permitindo uma estrutura mais leve. Neste trabalho é feito um estudo do projeto de engenharia desenvolvido para o sistema solar, onde são analisadas as etapas de projeto propriamente dito, fabricação e testes iniciais do sistema. Para quantificar o fator de interceptação de espelhos reais, foi feita uma simulação do comportamento dos coletores em micro-computador. O equipamento de refrigeração baseia-se em um ciclo de absorção, que utiliza o Óleo térmico aquecido como fonte de calor para seu funcionamento. O ciolo utiliza dois fluidos, a água como absorvente e a amonia como refrigerant. Partindo da bibliografia existente e da operação do equipamento procurou-se o conhecimento teÓrico do ciclo de refrigeração por absorção. As mediçÕes experiment3is do equipamento de refrigeração foram feitas com o sistema trabalhando em regime, e os dados recolhidos foram utilizados em equações de balanço provenientes da análise teÓrica acima citada. Os resultados desses cálculos foram então comparados com o comportamento global do sistema medido em forma experimental. / Thia work denis with solar energy ice production. Ice is obtained from an absorption refrigeration system, on which solar energy is the heat source. Ice is very important for food conservation, and solar energy makes ice production possible where there is no electrical energy. Thus, farm regions seems like the main application of these systems. The system can be divided into two componente: the equipment for solar energy collection and the refrigeration equipment. The solar equipment uses compound parabolic collectors (CPC) that heat thermal oil. The collectors are mounted inside o greenhouse, that protects the collectors from wind and allows a light structure. This worlc describes an analysis of the engineering deaign developed for the solar syatem, as well as the factor, y making and the initial testa of the system. The interception factor was evaluated by computer simulation of the collector behaviour. The refrigeration equipment is based on an absoi ·ption cyclo which uses the heated thermal oil as heat source, water as the ebsorbent and ammonia as the refrigerant. The operation of the system, as well as a survey on the available literatura, allowed a study on the theory of the absorption refrigeration cycle. The experimental meosurements were obtained wifu. the equipment working in constant operation (24 hours/day), and the resulta were utilized in the derived theoretical equations. The results thus obtained were then compared to those derived from the experimental measurements.

Submitted by Evy Augusto Salcedo Torres null (evy.salcedo.torres@ufsc.br) on 2016-10-26T19:01:00Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Silvana Fernandes_.pdf: 3895644 bytes, checksum: 2d43d7c9121919a8aa2e5a3f39a70dfc (MD5) Produto_Silvana Fernandes.pdf: 2227652 bytes, checksum: abc621f3e975d39110c58568c1e38539 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-26T19:01:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Silvana Fernandes_.pdf: 3895644 bytes, checksum: 2d43d7c9121919a8aa2e5a3f39a70dfc (MD5) Produto_Silvana Fernandes.pdf: 2227652 bytes, checksum: abc621f3e975d39110c58568c1e38539 (MD5) Previous issue date: 2016-09-12 / CAPES / Neste trabalho apresenta-se uma Sequência Didática composta por uma série de atividades para abordagem da Física Térmica. O material instrucional está fundamentado na teoria interacionista de Vygotsky e nos Três Momentos Pedagógicos de Delizoicov e Angotti. Na busca de contextualizar os conteúdos utilizou-se o sistema de aquecimento de água por energia solar. Assunto este inserido no tema central escolhido. O que possibilitou a definição de quais os conceitos de Física envolvidos e que deveriam ser tratados nas aulas. Para potencializar esse fato foi idealizado e construído um Coletor Solar Didático com sensores de imersão ligados a uma placa Arduino. Este aparato experimental tem a função de realizar a conexão do tema gerador com os conceitos científicos. A proposta foi implementada em uma escola da rede federal de ensino, no primeiro semestre de 2016. Em relação as conclusões sobre a análise da aplicação, pode-se destacar os bons resultados em função das discussões nas atividades em grupo e também o interesse dos estudantes diante de experimentos que usam tecnologias, como por exemplo o Arduino.