Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Térmica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Carlos T. Pinho

Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Térmica na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Departamento de Engenharia Mecânica, sob a orientação do Prof. Doutor Fernando Tavares Pinho e Prof. Doutor Paulo Pimentel de Oliveira

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Técnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Fernando Pinho

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Térmica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor António de Oliveira Restivo

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Térmica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do prof. Doutor Eduardo Maldonado

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Eduardo de Oliveira Fernandes

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Eduardo de Oliveira Fernandes

Orientador : Kamal A. R. Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T01:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_JoseNediloCarrinhode_D.pdf: 5447781 bytes, checksum: 996820820e49a6f3d7b124f7b951c235 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Neste trabalho desenvolve-se o conceito de isolação térmica térmico latente utilizando-se as técnicas de armazenamento aplicado na isolação da carga térmica de insolação de teto e paredes. A modelagem matemática e a solução numérica são feitas para que se tenha a previsão do comportamento de teto e paredes compostos com material de mudança de fase, frente ao aquecimento pelo sol. As equações descrevem a distribuição de temperatura ao longo da espessura bem como a propagação da frente de fusão. As equações são unidimensionais e o método numérico utilizado é o método das diferenças finitas. Comprovações experimentais são feitas utilizando-se protótipos convencionais e com a modiricação proposta construídos especialmente para isso. Dois tipos de material de mudança de fase são utilizados. O primeiro, com propriedades fornecidas pela literatura especializada, utilizado nas simulações numéricas. O segundo desenvolvido e suas propriedades levantadas no laboratório utilizado na comprovação experimental. É um feito um estudo comparativo entre a resposta de uma edificação convencional e uma com as modificações propostas. / Abstract: This work presents the latent heat storage thermal insulation concept applied to a thermal loading of residencial roofs and walls. The mathematical model and its solution here presented aims to predict the behaviour of the system under solar heating. The equations simulate the temperature distribution in the width of the material and the propagation of the melting front. The equations are of one dimension and are solved by the finite difference method. Experiment al results were obtained using ordinary and specially construct prototypes. Two types of phase changing materials were used. The first with properties found in the literature was used in the numeric simulation. The second was develloped by ourselves and its properties were measured in our laboratories. Finally a comparison study is done between the ordinary building construction and the modified one sugested by use. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abogderah_AlmabroukMansor_M.pdf: 1760148 bytes, checksum: d9544f71a706721a3fbf90cefbddd106 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Apresentamos nesta dissertação os resultados numéricos e experimentais de um coletor solar com tubos de calor. A solução analítica dos tubos de calor, usando metanol como fluido de trabalho, é baseada em uma formulação unidimensional e suas performances térmicas foram determinadas para verificar os limites de operação do projeto. A análise do coletor solar é baseada no modelo de Duffie e Beckman (1980) [14] com modificações para permitir a utilização de tubos de calor como meio de transporte de calor absorvido pela placa. Apresentamos também uma avaliação comparativa entre este coletor e um coletor solar convencional de placa-plana. Os resultados do teste apresentados mostram uma boa concordância com o medeIo teórico e, em geral, o coletor solar de placa-plana com tubos de calor mostrou um comportamento similar ao coletor solar convencional / Abstract: This dissertation presents numerical and experimental results of a flat-plate solar collector with heat pipes which was constructed, instrumented and tested ill parallel with a commercial conventional unit. The obtained experimental results of the two collectores are compared to show their relative merits. The experimental results of the flat-plate solar collector are also compared with its numerical predictions from the developed modell14J. The analytical solution of the methanol heat pipes is obtained using one dimensional formulation and their limits are calculated to ensure the performance of the collector. Th~ fiat-plate solar collector is analysed following the method of Duffie and Beckman (1980) 114] wit~ modification to suit the use of heat pipes for heat transport and removal. The experimental tests of the fiat-plate solar collector with heat pipes are compared with the numerical predictions giving good agreement in the test range especially around mid-day wh~n the collector approaches the heat pipes operating temperature. The poor performance of the solar collector in the morning and late afternoon is due to high incidence angle of solar beams which impairs the performance of the heat pipes / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:36:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_MonicaMaria_M.pdf: 1745607 bytes, checksum: 16d5d95a20cd77c5f3b008b47e479622 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Esta pesquisa apresenta o modelo analítico e as predições numéricas de uma unidade de armazenamento térmico com tubos aletados axialmente e comparada a uma unidade sem aletas. No sistema estudado, o material de mudança de fase é colocado na carcaça. Os tubos aletados axialmente são igualmente espaçados num arranjo triangular extendendo ao longo do eixo da unidade. Os tubos de alimentação e descarga são conectados a unidade. A formulação matemática é baseada numa análise bidimensional para o problema de mudança de fase em torno de um cilindro aletado externamente, a equação da energia é escrita na forma entálpica e o processo de transferência de calor é regido por condução pura. O calor sensível armazenado no material de mudança de fase é desprezível quando comparado ao seu calor latente. A temperatura de entrada do fluido de trabalho na unidade de armazenamento de calor é assumida constante em função do tempo. O coeficiente de transferência de calor entTe o fluido e o tubo aletado é considerado constante ao longo da parede do tubo. A solução numérica da equação da energia é baseada no método de volume finito e o esquema ADI. O acoplamento do problema acima mencionado com o fluxo do fluido de trabalho é obtido pelo balanço de energia no elemento de fluido e assim obtendo a temperatura média de mistura em função do tempo e da posição. . Os resultados numéricos mostram os efeitos do comprimento, espessura e número de aletas, efetividade e NTU. São também incluídas comparações entre o tubo aletado e sem aletas / Abstract: In this research are presented the analytical model and numerical predictions of axially finned PCM storage unit together with comparisons of a PCM storage unit without fins. In the studied case, the phase change material (PCM) was put in the shell. The axial finned tubes are located in equally spaced triangular arrangement extending along the axis of the tank between its covering ends. Feeding and discharge tubes are connected to the tank. The mathematical formulation is based upon two dimensional analysis for the phase change problem around an externally finned cylinder, where the energy equation is written in its enthalpic form and heat transfer process is controlled by pure conduction. The sensible heat transfer part of the phase change material was considered negligible compared with its latent heat. The working fluid inlet temperature of the storage tank is assumed constant with time and heat transfer coefficient between the fluid and the wall is considered constant'along the finned tube. The numerical solutions of the energy equation was based upon the control volume technique and ADI scheme. Coupling the above problem with the flow problem is achieved by performing an energy balance on the fluid element inside the tube and hence determine the fluid bulk temperature as a function of time and location along the finned tube. The numerical results show the effect of fins length, number of fins, fins thickness, effectiveness and NTU. Comparison between finned und unfinned cases is also included. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica