M.Tech. (Mechanical Engineering) / Please refer to full text to view abstract

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2959972 bytes, checksum: 6060cb1bb9ff1ddc36d963e12be8acd7 (MD5) Previous issue date: 2014-12-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The heat pump is a refrigeration unit with several applications in commercial, industrial and residential sectors. The heat pump is basically constituted of five components: compressor, condenser, expansion device, evaporator and fan. A heat pump was developed herein for air dehumidification and heating at moderate temperatures for drying of thermosensitive products. A thermodynamic model was developed to study the heat pump, based on the Law of Conservation of Mass and First and Second Laws of Thermodynamics. Measurement instruments were installed to obtain the necessary experimental data for the energy and exergy analysis. The experiments took place in different days between the months of May and November of 2014. The experiment that best represented the air dehumidification and heating was selected, due to an adequate isentropic efficiency of 93%. A computational code was developed in the Engineering Equation Solver software 9.0 (ESS 9.0) for the simulation of this study. Results obtained via EES, through solution of the system of equations, were mass flow (air, condensed water), heat transfer rates, COP, entropy generation rates, irreversibility rates, and exergy variation. It was verified that the heat pump system is technically viable and provides very satisfactory results: air was heated to a temperature of 51,7 ºC and dehumidified to a 18,5% relative humidity. / A bomba de calor é uma máquina frigorífica com diversas aplicações nos setores comercial, industrial e residencial. A bomba de calor é constituída basicamente por cinco componentes: compressor, condensador, dispositivo de expansão, evaporador e ventilador. Foi desenvolvida para este trabalho uma bomba de calor cuja finalidade é a desumidificação e o aquecimento do ar a temperaturas moderadas para a secagem de produtos termossensíveis. Para o estudo da bomba de calor em questão, foi desenvolvida uma modelagem termodinâmica baseada na Lei da Conservação da Massa e Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica. Foram instalados instrumentos de medições para obter experimentalmente os dados necessários para a análise energética e exergética. Os experimentos ocorreram em dias alternados entre os meses de agosto e novembro de 2014. Foi selecionado o experimento que melhor representou os processos de desumificação e aquecimento do ar por apresentar uma eficiência isentrópica adequada de 93%. Desenvolveu-se um código computacional no software Engineering Equation Solver 9.0 (EES 9.0) para a simulação do estudo. Os resultados obtidos via EES, através da solução de um sistema de equações, foram vazão mássica (ar e água condensada), taxas de transferência de calor, COP, taxas de geração de entropia, taxas de irreversibilidades e variação de exergia. Foi verificado que o sistema da bomba de calor é tecnicamente viável e fornece resultados bastante satisfatórios: ar aquecido a temperatura de 51,7ºC e desumidificado a umidade relativa de 18,5%.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoBSC_DISSERT_1-40.pdf: 4020421 bytes, checksum: 0d899aaf278ef09b1ceedc1d8064ebc4 (MD5) Previous issue date: 2010-08-27 / In this work a solar drying system for food dehydration was developed. It is a direct exposition drying apparatus that uses solar energy to heat the circulating air. First, the construction and assembly of this apparatus was described, in which was used scrap wraps of used tires for thermal insulation, allowing the reuse of solid waste, being an ecologically correct recycling option. After, the results obtained in experiments for cashew drying showed the thermal and economical feasibility of the proposed solar drying system, focusing on the process of flour production and in its chemical characterization. It was also demonstrated the social importance of this production for socially excluded people, since the value added to this fruit, in relation to its in nature form, may represent an option for job and income generation. The main features of the proposed dryer are its low cost and its easy fabrication and assembly process. After cashew drying, the obtained product was processed into flour by using a knife mill and it was added crushed rapadura to reduce the rancid taste caused by tannin / Apresenta-se um sistema de secagem solar para a desidrata??o de alimentos utilizando um secador de exposi??o direta que trabalha em regime de circula??o natural. Abordam-se os processos de constru??o e montagem desse secador que utiliza isolante t?rmico de raspa de pneu, permitindo a reutiliza??o de materiais, constituindo-se numa op??o ambientalmente correta de reciclagem. O trabalho apresenta resultados de testes realizados para a secagem do caju que atestam as viabilidades t?rmicas e econ?micas do sistema de secagem solar proposto enfocando o processo de produ??o da farinha e an?lises qu?micas para caracteriz?-la. Ser? tamb?m demonstrada a import?ncia social que essa produ??o representa para a popula??o mais exclu?da uma vez que o valor agregado a essa fruta, em rela??o ao in natura, pode representar uma op??o de gera??o de emprego e renda. As principais caracter?sticas do secador proposto s?o seu baixo custo e simples processo de fabrica??o e montagem. Ap?s seco o caju foi transformado em farinha por meio de um moinho de faca, e posteriormente, foi adicionada rapadura triturada para amenizar o sabor ran?oso provocado pelo tanino