Os sistemas solares de aquecimento de água são uma forma de produção de energia não poluente, que já faz parte da matriz energética brasileira. O uso deste tipo de sistemas traz benefícios econômicos ao país e principalmente a quem os utiliza, devido à poupança no uso de outras fontes de energia para o aquecimento da água. No Brasil o aquecimento solar de água é realizado, principalmente, por coletores solares planos, tecnologia bem conhecida e fabricada no país a preços baixos. Mas atualmente há uma outra tecnologia que está sendo difundida no âmbito nacional, os coletores solares de tubos a vácuo, os quais estão sendo produzidos internacionalmente em uma escala maior, importados e comercializados a preços mais competitivos no mercado nacional. Por isto é necessário entender estes sistemas e o seu funcionamento para evitar erros na sua instalação e otimizar sua operação. Nesta dissertação é realizada uma análise comparativa de um sistema de aquecimento de água composto por um coletor solar de tubos de vidro a vácuo de extração de calor por transferência direta operando em circulação forçada com o mesmo sistema operando em circulação por termossifão. Esta comparação foi realizada determinando a energia anual que o sistema pode produzir para cada tipo de circulação, a qual foi calculada usando como referência a norma ISO 9459-2 e os dados climáticos da cidade de Porto Alegre do Estado do Rio Grande do Sul. Também foram realizadas medições da vazão em termossifão, entre o reservatório e o coletor solar, e foi determinado o coeficiente de perdas térmicas do tanque reservatório segundo os procedimentos da mesma norma. Para isto foi realizada a montagem de uma bancada experimental, com sensores e instrumentos de medida que foram calibrados. Para o sistema de aquecimento testado, os resultados mostram que o sistema trabalhando em circulação por termossifão produz maior quantidade de energia no ano do que o sistema em circulação forçada, onde se observou que a estratificação no tanque reservatório era menor. Também foi observado que a máxima vazão em termossifão para este sistema de aquecimento de água foi de 0,5 L/min. / Solar water heating systems are a method of clean energy production, which is already part of the Brazilian energy matrix. The use of these systems brings economic benefits to the country and especially who use them due to savings in the use of other sources of energy for heating water. In Brazil, the solar water heating is carried out mainly by flat solar collectors, which is a widely known technology because it is produced in the country at low prices. But recently, there is another technology that is being used named: evacuated solar collectors. These collectors are being worldwide produced on a large scale and they are imported and inserted at competitive prices in the domestic market. Therefore it is necessary to understand these systems and their operation to avoid errors in its installation and optimize their operation. In this work, it is accomplishing a comparative analysis of a solar water heating system composed by a water-in-glass evacuated tube solar collector working in forced circulation with the same system working in thermosyphon circulation. This comparison was performed by determining the annual energy that the system can produce for each type of circulation, which was calculated based on the ISO 9459-2 standard and the climatic data of the Porto Alegre city, state of the Rio Grande Do Sul. Also, it was performed thermosyphon measurements between the thermal reservoir and the solar collector, and it was calculated the heat loss coefficient from the reservoir tank according to the procedures of ISO 9459-2 standard. To do so, a testing bench was made, with sensors and measuring instruments which were calibrated before use. For the heating system tested, the results show that the system with thermosyphon circulation produces more annual energy than the forced circulation system where the water temperature stratification in the thermal reservoir was lower. Also, it was observed that the maximum thermosyphon flow for this solar water heating system was 0,5 L/min.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-04Bitstream added on 2014-06-13T19:09:10Z : No. of bitstreams: 1 borragini_mcc_me_arafcf.pdf: 528016 bytes, checksum: cb194bfea30793f9c1000a6a2c361d48 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Mcti) / O envelhecimento melhora significativamente os atributos de qualidade da cachaça, permitindo obter-se um produto compatível com as crescentes exigências dos mercados externo e interno, como se pode constatar com o aumento do consumo de cachaças com qualidade diferenciada. A redução do tempo necessário para se obter os benefícios do envelhecimento, maior obstáculo à adoção desta etapa na produção da cachaça, tem sido constantemente testada em função da economia que pode representar e também, como uma forma de estimular e difundir a adoção da prática do envelhecimento dessa bebida. Em trabalhos anteriores, amostras de cachaças bidestiladas, oriundas de um mesmo lote, foram postas a envelhecer de forma tradicional, em pequenos ancorotes de carvalho, e também utilizando-se um processo de circulação forçada com 6 ancorotes interligados em série com um reservatório de vidro, sendo então as amostras coletadas de ambos os processos comparadas. Os resultados obtidos, utilizando-se ou não nitrogênio no “headspace” do reservatório de vidro, revelaram um papel crucial da presença de ar no sistema de circulação, efeito que foi avaliado no presente estudo. Nesse sentido, foi introduzida no sistema de circulação forçada da cachaça uma etapa de aeração do sistema, realizada diariamente durante 12 minutos. Os resultados obtidos revelaram que as amostras de cachaças submetidas ao processo de envelhecimento forçado com aeração, apresentaram ao longo de seis meses, menor extração dos componentes da madeira, menor teor de acidez e tendência de melhor aceitação em relação aos atributos analisados (cor, aroma, sabor, impressão global, sabor adocicado, sabor amadeirado e agressividade), quando comparadas com as amostras submetidas ao envelhecimento tradicional, revelando que a injeção de ar no sistema de circulação forçada pode influenciar... / The aging process, improves significatively the quality sensory attributes of “cachaça” resulting final products that attend the growing marketing quality expectatives, as showed by the increasing consume of the better quality “cachaças”. The reduction of the time to obtain to aging benefits has been tried out, as a way to reduce costs and to stimulate the adoption of this practice in the “cachaças” production. In previous studies, bidistilled “cachaça” aged by the traditional way and by forced circulation through 6 small wood casks and a glass vessel, during 6 months, were compared. The results from the circulating samples, having or not nitrogen in the glass vessel headspace, showed an inportant role of the presence of air in the circulating system. In this work, the air presence effect was verified by introducing air into the circulating “cachaça”, during 12 minutes every day and comparing the samples colected during 6 months. The obtained results showed that the air injection into the system, slow down the acidity and the wood extraction, as well indicate a tendency of better acceptability of the circulating samples in relation to the sensory attributes (color, aroma, taste, global impression, sweed taste, wood taste and agressivity) when compared with that aged by the traditional way, pointing out that the air injection into the forced circulating aging system, may represent a positive... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: João Bosco Faria / Banca: João Bosco Faria / Banca: Fernando Valadares Novaes / Banca: Natália Soares Janzantti / Resumo: O envelhecimento melhora significativamente os atributos de qualidade da cachaça, permitindo obter-se um produto compatível com as crescentes exigências dos mercados externo e interno, como se pode constatar com o aumento do consumo de cachaças com qualidade diferenciada. A redução do tempo necessário para se obter os benefícios do envelhecimento, maior obstáculo à adoção desta etapa na produção da cachaça, tem sido constantemente testada em função da economia que pode representar e também, como uma forma de estimular e difundir a adoção da prática do envelhecimento dessa bebida. Em trabalhos anteriores, amostras de cachaças bidestiladas, oriundas de um mesmo lote, foram postas a envelhecer de forma tradicional, em pequenos ancorotes de carvalho, e também utilizando-se um processo de circulação forçada com 6 ancorotes interligados em série com um reservatório de vidro, sendo então as amostras coletadas de ambos os processos comparadas. Os resultados obtidos, utilizando-se ou não nitrogênio no "headspace" do reservatório de vidro, revelaram um papel crucial da presença de ar no sistema de circulação, efeito que foi avaliado no presente estudo. Nesse sentido, foi introduzida no sistema de circulação forçada da cachaça uma etapa de aeração do sistema, realizada diariamente durante 12 minutos. Os resultados obtidos revelaram que as amostras de cachaças submetidas ao processo de envelhecimento forçado com aeração, apresentaram ao longo de seis meses, menor extração dos componentes da madeira, menor teor de acidez e tendência de melhor aceitação em relação aos atributos analisados (cor, aroma, sabor, impressão global, sabor adocicado, sabor amadeirado e agressividade), quando comparadas com as amostras submetidas ao envelhecimento tradicional, revelando que a injeção de ar no sistema de circulação forçada pode influenciar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aging process, improves significatively the quality sensory attributes of "cachaça" resulting final products that attend the growing marketing quality expectatives, as showed by the increasing consume of the better quality "cachaças". The reduction of the time to obtain to aging benefits has been tried out, as a way to reduce costs and to stimulate the adoption of this practice in the "cachaças" production. In previous studies, bidistilled "cachaça" aged by the traditional way and by forced circulation through 6 small wood casks and a glass vessel, during 6 months, were compared. The results from the circulating samples, having or not nitrogen in the glass vessel headspace, showed an inportant role of the presence of air in the circulating system. In this work, the air presence effect was verified by introducing air into the circulating "cachaça", during 12 minutes every day and comparing the samples colected during 6 months. The obtained results showed that the air injection into the system, slow down the acidity and the wood extraction, as well indicate a tendency of better acceptability of the circulating samples in relation to the sensory attributes (color, aroma, taste, global impression, sweed taste, wood taste and agressivity) when compared with that aged by the traditional way, pointing out that the air injection into the forced circulating aging system, may represent a positive... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Os sistemas solares de aquecimento de água são uma forma de produção de energia não poluente, que já faz parte da matriz energética brasileira. O uso deste tipo de sistemas traz benefícios econômicos ao país e principalmente a quem os utiliza, devido à poupança no uso de outras fontes de energia para o aquecimento da água. No Brasil o aquecimento solar de água é realizado, principalmente, por coletores solares planos, tecnologia bem conhecida e fabricada no país a preços baixos. Mas atualmente há uma outra tecnologia que está sendo difundida no âmbito nacional, os coletores solares de tubos a vácuo, os quais estão sendo produzidos internacionalmente em uma escala maior, importados e comercializados a preços mais competitivos no mercado nacional. Por isto é necessário entender estes sistemas e o seu funcionamento para evitar erros na sua instalação e otimizar sua operação. Nesta dissertação é realizada uma análise comparativa de um sistema de aquecimento de água composto por um coletor solar de tubos de vidro a vácuo de extração de calor por transferência direta operando em circulação forçada com o mesmo sistema operando em circulação por termossifão. Esta comparação foi realizada determinando a energia anual que o sistema pode produzir para cada tipo de circulação, a qual foi calculada usando como referência a norma ISO 9459-2 e os dados climáticos da cidade de Porto Alegre do Estado do Rio Grande do Sul. Também foram realizadas medições da vazão em termossifão, entre o reservatório e o coletor solar, e foi determinado o coeficiente de perdas térmicas do tanque reservatório segundo os procedimentos da mesma norma. Para isto foi realizada a montagem de uma bancada experimental, com sensores e instrumentos de medida que foram calibrados. Para o sistema de aquecimento testado, os resultados mostram que o sistema trabalhando em circulação por termossifão produz maior quantidade de energia no ano do que o sistema em circulação forçada, onde se observou que a estratificação no tanque reservatório era menor. Também foi observado que a máxima vazão em termossifão para este sistema de aquecimento de água foi de 0,5 L/min. / Solar water heating systems are a method of clean energy production, which is already part of the Brazilian energy matrix. The use of these systems brings economic benefits to the country and especially who use them due to savings in the use of other sources of energy for heating water. In Brazil, the solar water heating is carried out mainly by flat solar collectors, which is a widely known technology because it is produced in the country at low prices. But recently, there is another technology that is being used named: evacuated solar collectors. These collectors are being worldwide produced on a large scale and they are imported and inserted at competitive prices in the domestic market. Therefore it is necessary to understand these systems and their operation to avoid errors in its installation and optimize their operation. In this work, it is accomplishing a comparative analysis of a solar water heating system composed by a water-in-glass evacuated tube solar collector working in forced circulation with the same system working in thermosyphon circulation. This comparison was performed by determining the annual energy that the system can produce for each type of circulation, which was calculated based on the ISO 9459-2 standard and the climatic data of the Porto Alegre city, state of the Rio Grande Do Sul. Also, it was performed thermosyphon measurements between the thermal reservoir and the solar collector, and it was calculated the heat loss coefficient from the reservoir tank according to the procedures of ISO 9459-2 standard. To do so, a testing bench was made, with sensors and measuring instruments which were calibrated before use. For the heating system tested, the results show that the system with thermosyphon circulation produces more annual energy than the forced circulation system where the water temperature stratification in the thermal reservoir was lower. Also, it was observed that the maximum thermosyphon flow for this solar water heating system was 0,5 L/min.

Os sistemas solares de aquecimento de água são uma forma de produção de energia não poluente, que já faz parte da matriz energética brasileira. O uso deste tipo de sistemas traz benefícios econômicos ao país e principalmente a quem os utiliza, devido à poupança no uso de outras fontes de energia para o aquecimento da água. No Brasil o aquecimento solar de água é realizado, principalmente, por coletores solares planos, tecnologia bem conhecida e fabricada no país a preços baixos. Mas atualmente há uma outra tecnologia que está sendo difundida no âmbito nacional, os coletores solares de tubos a vácuo, os quais estão sendo produzidos internacionalmente em uma escala maior, importados e comercializados a preços mais competitivos no mercado nacional. Por isto é necessário entender estes sistemas e o seu funcionamento para evitar erros na sua instalação e otimizar sua operação. Nesta dissertação é realizada uma análise comparativa de um sistema de aquecimento de água composto por um coletor solar de tubos de vidro a vácuo de extração de calor por transferência direta operando em circulação forçada com o mesmo sistema operando em circulação por termossifão. Esta comparação foi realizada determinando a energia anual que o sistema pode produzir para cada tipo de circulação, a qual foi calculada usando como referência a norma ISO 9459-2 e os dados climáticos da cidade de Porto Alegre do Estado do Rio Grande do Sul. Também foram realizadas medições da vazão em termossifão, entre o reservatório e o coletor solar, e foi determinado o coeficiente de perdas térmicas do tanque reservatório segundo os procedimentos da mesma norma. Para isto foi realizada a montagem de uma bancada experimental, com sensores e instrumentos de medida que foram calibrados. Para o sistema de aquecimento testado, os resultados mostram que o sistema trabalhando em circulação por termossifão produz maior quantidade de energia no ano do que o sistema em circulação forçada, onde se observou que a estratificação no tanque reservatório era menor. Também foi observado que a máxima vazão em termossifão para este sistema de aquecimento de água foi de 0,5 L/min. / Solar water heating systems are a method of clean energy production, which is already part of the Brazilian energy matrix. The use of these systems brings economic benefits to the country and especially who use them due to savings in the use of other sources of energy for heating water. In Brazil, the solar water heating is carried out mainly by flat solar collectors, which is a widely known technology because it is produced in the country at low prices. But recently, there is another technology that is being used named: evacuated solar collectors. These collectors are being worldwide produced on a large scale and they are imported and inserted at competitive prices in the domestic market. Therefore it is necessary to understand these systems and their operation to avoid errors in its installation and optimize their operation. In this work, it is accomplishing a comparative analysis of a solar water heating system composed by a water-in-glass evacuated tube solar collector working in forced circulation with the same system working in thermosyphon circulation. This comparison was performed by determining the annual energy that the system can produce for each type of circulation, which was calculated based on the ISO 9459-2 standard and the climatic data of the Porto Alegre city, state of the Rio Grande Do Sul. Also, it was performed thermosyphon measurements between the thermal reservoir and the solar collector, and it was calculated the heat loss coefficient from the reservoir tank according to the procedures of ISO 9459-2 standard. To do so, a testing bench was made, with sensors and measuring instruments which were calibrated before use. For the heating system tested, the results show that the system with thermosyphon circulation produces more annual energy than the forced circulation system where the water temperature stratification in the thermal reservoir was lower. Also, it was observed that the maximum thermosyphon flow for this solar water heating system was 0,5 L/min.

This work studies the performance of heat pipe solar collector for water heating. Experimental results are validated using numerical modeling. Homemade heat pipes with distilled water as a working fluid were used for experimental tests. Both natural and forced convective heat pipe condensing mechanisms are studied and their results are compared with conventional natural circulation solar water heating system. Cross flow and parallel flow heat exchanger were tested in forced type heat pipe condensing mechanism. Experimental and numerical results showed good agreement. Heat pipe solar collectors outperformed conventional solar collector because of their efficient heat transport method. Forced convective heat exchanger was found to give higher efficiency compared to natural convective heat pipe condensing system. However, natural convective heat pipe condensing is free from parasitic power and low system weight. It also showed appreciable system efficiency and can be further developed to be used in rural areas where grid electricity is scarce. Cross flow and parallel flow heat exchanger have been tested for forced convective heat pipe condensing mechanism and no appreciable difference was found due to higher fluid velocity in heat exchangers.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-25T19:15:24Z No. of bitstreams: 1 VANIA CARNEIRO RIBEIRO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 6758499 bytes, checksum: f6441b3310f7bd423e3a63345d7f9097 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T19:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VANIA CARNEIRO RIBEIRO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 6758499 bytes, checksum: f6441b3310f7bd423e3a63345d7f9097 (MD5) Previous issue date: 2015 / Capes / A substituição de materiais feitos de vidro e metais por materiais poliméricos está crescendo de forma significativa e o policarbonato é um termoplástico amorfo e de alta transparência, mais leve que o vidro e possui uso bastante diversificado em sua cadeia produtiva. O presente trabalho consiste em um estudo experimental para comparação de eficiência de um sistema de aquecimento de água por energia solar, utilizando um coletor solar plano, operando em regime de circulação forçada. Para análise de tal comparação, serão testadas duas configurações: na primeira será utilizado o coletor solar plano com cobertura de policarbonato alveolar cristal com 4 mm de espessura. Para a segunda montagem experimental será utilizada o mesmo coletor plano, agora com a cobertura de vidro cristal também de 4 mm de espessura. A avaliação de desempenho se dará pela comparação da eficiência térmica para as condições anteriormente propostas (policarbonato e vidro). Para determinação da eficiência em cada um dos sistemas, serão utilizadas medições diárias das condições de insolação em W/m2 (calor disponibilizado pelo sol), medições de vazão mássica do sistema a cada intervalo de tempo (10 minutos), e cálculo do calor ganho em cada intervalo de tempo pela placa de aquecimento pela diferença de temperatura inicial e final desta. Com esta avaliação espera-se definir a melhor montagem (policarbonato ou vidro) a ser utilizada para futuros projetos de coletores solares planos. / The substitute materials made of glass and metal polymeric materials is growing significantly and the polycarbonate is an amorphous thermoplastic, high transparency, lighter than glass and has a highly diversified use in its supply chain. This work consists of an experimental study to compare the efficiency of heating system solar water using a flat solar collector, operating under forced circulation. For analysis of such a comparison will be tested two configurations: first the flat solar collector with coverage polycarbonate crystal with 4 mm thick is used for the second experimental set up is the same collector used now covering also crystal glass 4 mm thick. The performance evaluation will be done by comparing the thermal efficiency for the conditions previously proposed (polycarbonate and glass). To determine the efficiency of each system, daily measurements of insolation W/m2 (available heat from the sun), mass flow measurements of the system at each time interval (10 minutes) and heat calculation in each time interval by the heating plate by the initial and final temperature difference of there. With this evolution is expected to set the best fitting (polycarbonate or glass) to be used for future solar flat plate collectors projects.

This theses work is concerned with assessment of transfer line exchanger behind pusher furnace. First part is describing technical characteristic and parametres. The most important part of this theses is thermic calculation of the boiler. Last following part is concerned with suggestions of constructional modifications of heating surface for proper functioning of boiler. These modifications are demonstrated by scheme in the enclosure.

The main concern of this thesis is to design heating system for 5 storey apartment building in two alternatives of heat source - with a heat pump and with traditional gas boiler. Both applications are connected to two-pipes distribution system in building using the low-temperature water and radiators. The proposal takes account of the the production of hot water. The one of aims is to compare both variants also from the economic point of view. The experimental part is divided into two parts. The first part deals with the obligation to control efficiency of boilers, imposed by the Energy efficiency law No. 177/2006 Co. and § 6, sect. 2 - 5 and related regulation No. 276/2007 Co. The second part deals with the assessment of monitored room for proper regulation of the heating system.

<p dir="ltr">Generation IV high-temperature gas-cooled reactors (HTGR) are designed to exhibit passive safety under all off-normal circumstances. One such scenario, known as depressurized loss of forced circulation (DLOFC), occurs after a break in the coaxial inlet/outlet header. As the headers are traditionally located at the base of the reactor vessel, the low-density helium coolant is preserved in the core following the initial rupture accident. Upon depressurization, however, air from the surrounding reactor environment slowly enters the coolant channel through molecular diffusion. As the incoming fluid continues to deplete the helium concentration, the onset of natural circulation (ONC) can occur causing bulk air ingress leading to the oxidation and degradation of core components. Therefore, investigating methods to improve the time to ONC is critical in impeding reactor core component damage brought about by DLOFC in an HTGR.</p><p dir="ltr">The Transformational Challenge Reactor (TCR) has similar features to those of an HTGR, but the primary difference is the use of a more complex, additively manufactured (AM) fuel geometry. The more compact, AM, ceramic fuel elements can be conveniently produced with optimally configured channels that suppress the air ingress progress and improve thermofluidic performance. DLOFC and air ingress are experimentally studied in a scaled HTGR flow test setup. Distributed temperature measurements and time to ONC data are collected for the experiments conducted. Multiple geometries are analyzed throughout the investigation. The thermal transient and time to ONC data gathered for the different test geometries and temperatures are compared. The results show that the AM and pebble bed elements deter ONC significantly longer than the baseline geometry representative of a prismatic fuel coolant channel. The AM part delayed ONC as compared to the pebble bed test piece at higher temperatures. The distributed temperature sensor shows intra-leg circulation at higher temperature tests.</p><p dir="ltr">Thermophysical properties of the 316 stainless steel AM component are compared to those of a standard 316 stainless steel round bar. The properties ascertained include the density, emissivity, specific heat, and thermal conductivity. The density of the AM part is 1.5% greater than the density of the standard bar. The emissivity of the AM part is determined to be over three times greater than the emissivity of the polished standard stainless steel round. The specific heat of the AM element is 16% greater than that of the standard 316 stainless steel specific heat. The thermal conductivity of the AM component is measured to be within 1.5% of the standard 316 stainless steel round bar thermal conductivity.</p>