Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Takashi Oyama.pdf: 1180607 bytes, checksum: 074f38189849e2992a8ebe1bb7d53df4 (MD5) Previous issue date: 2008-06-27 / This project evaluated the performance of a motor pump connected to two photovoltaic panels in order to determinate the outflow equations in relation to the solar irradiance on the photovoltaic panels. All data were collected between September 15th, 2007 and February 1st, 2008. For each lift height, it was verified: year, julian day, hour, panels temperature, motor pump voltage, panels voltage, solar irradiance at the panels plane, irradiance at the horizontal plane, motor pump outflow and pressure on the transducer. The outflow equations were obtained as a result of the solar irradiance on the photovoltaic panels plane for water lifts with heights between 2,2 and 18,2 meters, the equation varies according to the irradiance and the height of the lift and the efficiency equation of the water lift system in relation to the water height. The results pointed that for a water pumping system constituted by two photovoltaic modules and a motor pump used in this experiment, the outflow equation in relation to the solar irradiance and lift height, allows, with a margin of error of 17%, to calculate the water outflow, knowing the data of the average solar irradiance in the period and the needed height of the water lift, the efficiency of the water pumping system improved linearly according to the increase of the manometric height of the water lift. / Nesse trabalho foi avaliado o comportamento de uma motobomba conectada a dois painéis fotovoltaicos, para determinar equações da vazão em relação à irradiância solar incidente nos painéis. Os dados foram coletados no período de 15 de setembro de 2007 a 1 de fevereiro de 2008, verificando-se para cada altura de recalque: ano, dia juliano, hora, temperatura dos painéis, tensão na motobomba, tensão nos painéis, irradiação solar no plano dos painéis, irradiação no plano horizontal, vazão na motobomba e pressão no transdutor. Foram obtidas as equações da vazão em função da irradiação solar no plano dos painéis fotovoltaicos para recalques de água com alturas entre 2,2 e 18,2 metros, a equação da vazão em função da irradiância solar e da altura de recalque e a equação da eficiência do sistema de recalque de água em relação à altura de recalque da água. Os resultados apontaram que para um sistema de bombeamento de água constituído por dois módulos fotovoltaicos e uma motobomba utilizados no experimento, a equação da vazão em função da irradiância solar e altura de recalque, permite, com uma margem de erro de 17%, calcular a vazão de água, tendo-se conhecimento de dados da irradiância solar média no período e a altura necessária de recalque de água, a eficiência do sistema de bombeamento aumentou linearmente, conforme o aumento da altura manométrica de recalque da água.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Takashi Oyama.pdf: 1180607 bytes, checksum: 074f38189849e2992a8ebe1bb7d53df4 (MD5) Previous issue date: 2008-06-27 / This project evaluated the performance of a motor pump connected to two photovoltaic panels in order to determinate the outflow equations in relation to the solar irradiance on the photovoltaic panels. All data were collected between September 15th, 2007 and February 1st, 2008. For each lift height, it was verified: year, julian day, hour, panels temperature, motor pump voltage, panels voltage, solar irradiance at the panels plane, irradiance at the horizontal plane, motor pump outflow and pressure on the transducer. The outflow equations were obtained as a result of the solar irradiance on the photovoltaic panels plane for water lifts with heights between 2,2 and 18,2 meters, the equation varies according to the irradiance and the height of the lift and the efficiency equation of the water lift system in relation to the water height. The results pointed that for a water pumping system constituted by two photovoltaic modules and a motor pump used in this experiment, the outflow equation in relation to the solar irradiance and lift height, allows, with a margin of error of 17%, to calculate the water outflow, knowing the data of the average solar irradiance in the period and the needed height of the water lift, the efficiency of the water pumping system improved linearly according to the increase of the manometric height of the water lift. / Nesse trabalho foi avaliado o comportamento de uma motobomba conectada a dois painéis fotovoltaicos, para determinar equações da vazão em relação à irradiância solar incidente nos painéis. Os dados foram coletados no período de 15 de setembro de 2007 a 1 de fevereiro de 2008, verificando-se para cada altura de recalque: ano, dia juliano, hora, temperatura dos painéis, tensão na motobomba, tensão nos painéis, irradiação solar no plano dos painéis, irradiação no plano horizontal, vazão na motobomba e pressão no transdutor. Foram obtidas as equações da vazão em função da irradiação solar no plano dos painéis fotovoltaicos para recalques de água com alturas entre 2,2 e 18,2 metros, a equação da vazão em função da irradiância solar e da altura de recalque e a equação da eficiência do sistema de recalque de água em relação à altura de recalque da água. Os resultados apontaram que para um sistema de bombeamento de água constituído por dois módulos fotovoltaicos e uma motobomba utilizados no experimento, a equação da vazão em função da irradiância solar e altura de recalque, permite, com uma margem de erro de 17%, calcular a vazão de água, tendo-se conhecimento de dados da irradiância solar média no período e a altura necessária de recalque de água, a eficiência do sistema de bombeamento aumentou linearmente, conforme o aumento da altura manométrica de recalque da água.

FREITAS, M. A. C. Crescimento, trocas gasosas e acúmulo de solutos em três espécies do gênero Plectranthus sob diferentes níveis de salinidade e luminosidade. 2012. 101 f. Disssertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-09-16T22:27:03Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_macfreitas.pdf: 1027903 bytes, checksum: 9b3e6aef7deb03e86ad27b6464130468 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-09-23T21:40:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_macfreitas.pdf: 1027903 bytes, checksum: 9b3e6aef7deb03e86ad27b6464130468 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-23T21:40:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_macfreitas.pdf: 1027903 bytes, checksum: 9b3e6aef7deb03e86ad27b6464130468 (MD5) Previous issue date: 2012 / Growing medicinal plants in the conditions of salinity and light can exert influence on yield and final quality of the biomass production. This work was developed at the Center for Teaching and Research in Urban Agriculture (NEPAU), Federal University of Ceará - UFC, Fortaleza - CE, with the objective of evaluating the effect of different luminosities and salinity levels in irrigation water on growth and physiological responses of three medicinal species of the genus Plectranthus. It was used the completely randomized split plots with five repetitions, the plots had corresponded to the environmental factor (mesh with 50% luminosity and full sunlight) and the split plots for five levels of salt stress in irrigation water – CEw (0.7, 1.9, 3.1, 4.3 and 5.5 dS m-1 ) and the subsubplots the medicinal species (P. amboinicus, P. barbatus and P. grandis). The experiment lasted for 60 days after transplanting, being determined by the following: leaf area, dry mass production of shoot, root dry mass, gas exchange, chlorophyll content and accumulation of organic and inorganic solutes. Salt stress induced significant reductions in the growth and gas exchange of the three species evaluated, with the largest reductions being observed in plants exposed to full sunlight. The response to the salinity of the species P. grandis was less influenced by growth environment than in the other two species. Salinity affected the dry matter partitioning, the roots being more affected than the shoot. Considering the total dry matter production, it is found that all three species studied were moderately tolerant or salinity tolerance of up to 3.1 dS m-1 but on the salinity of 5.5 dS m-1 all were sensitive to excess salts in the irrigation water. Considering the degree of reduction in the production of raw party area (part of commercial interest), one could recommend the cultivation of the species P. grandis when it has irrigation water with ECw up to 3.1 dS m-1 . There was significant increase in the accumulation of Na+ and Cl- , and reductions in potassium content, both on the stems as the leaves. Due to the higher accumulation of sodium in the stems, the ratio of Na+ /K+ in this part of the plant reached a value of 1.5 in CEa of 5.5 dS m-1 , indicating a possible nutritional imbalance and ion toxicity. For the organic solutes, the carbohydrate content was not changed with increasing salinity but the concentrations of proline and N-aminosoluble increased in response to stress and in the case of proline elevations were higher in the species P. grandis grown in full sunlight. / No cultivo de plantas medicinais as condições de salinidade e de luz podem exercer influência no rendimento e qualidade final da produção de fitomassa. Este trabalho foi desenvolvido no Núcleo de Ensino e Pesquisa em Agricultura Urbana (NEPAU) da Universidade Federal do Ceará – UFC, em Fortaleza – CE, com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes níveis luminosidades e de salinidade na água de irrigação no crescimento e respostas fisiológicas de três espécies medicinais do gênero Plectranthus. Utilizou-se o delineamento experimental em parcelas subsubdivididas, com cinco repetições, sendo as parcelas referentes ao fator ambiente (pleno sol e telado), as subparcelas referentes aos níveis de salinidade na água de irrigação - CEa (0,7; 1,9; 3,1; 4,3 e 5,5 dS m-1), e as subsubparcelas às três espécies do gênero Plectranthus (P. amboinicus, P. barbatus e P. grandis). O experimento teve a duração de 60 dias, após o transplantio, sendo realizadas as seguintes avaliações: área foliar, produção massa seca da parte aérea, massa seca das raízes, trocas gasosas, teores de clorofila e acúmulo de solutos orgânicos e inorgânicos. O estresse salino induziu reduções significativas no crescimento e nas trocas gasosas das três espécies avaliadas, com as maiores reduções sendo verificadas nas plantas expostas a pleno sol. A resposta à salinidade da espécie P. grandis foi menos influenciada pelo ambiente de cultivo do que nas duas outras espécies estudadas. A salinidade afetou a partição de matéria seca, sendo as raízes mais afetadas do que a parte aérea. Em relação a produção de matéria seca total, verifica-se que as três espécies estudadas se mostraram tolerantes ou moderadamente tolerantes à salinidade de até 3,1 dS m-1, porém na salinidade de 5,5 dS m-1 todas se mostraram sensíveis ao excesso de sais na água de irrigação. Considerando-se o grau de redução na produção de massa seca da parte aérea (parte de interesse comercial), poderia-se recomendar o cultivo da espécie P. grandis quando se dispõe de água de irrigação com CEa de até 3,1 dS m-1. Verificou-se aumento expressivo na acumulação de Na+ e Cl-, e reduções no teor de potássio, tanto nas hastes quanto nas folhas. Em decorrência do maior acúmulo de sódio nas hastes, a relação dos íons Na+/K+ nesta parte da planta atingiu valor de 1,6 na CEa de 5,5 dS m-1, indicando um possível desequilíbrio nutricional e toxicidade de íons. Para os solutos orgânicos, o teor de carboidratos não foi alterado com o aumento da CEa, porém os teores de prolina e N-aminossolúveis aumentaram em resposta ao estresse, sendo que no caso da prolina os aumentos foram maiores na espécie P. grandis cultivada em pleno sol.

A radiação solar global (RG) é uma das variáveis meteorológicas mais importantes para a compreensão de processos biofísicos em ferramentas ao suporte de decisão na agricultura. Atualmente, ela pode ser medida por diferentes sensores de custo relativamente baixos e, de modo geral, apenas estações meteorológicas instaladas mais recentemente registram RG. Na falta de dados observados, torna-se necessário estimá-la através de modelos tão simples quanto possível e baseados em dados de entrada de fácil obtenção. O presente trabalho teve por objetivo analisar dois modelos (Bristow e Campbell (1984) (BC) e Hargreaves e Samani (1982) (H)) e otimizá-los estatisticamente, ajustando seus parâmetros, tomando como referência uma base de dados observados de 32 localidades pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em todas as regiões brasileiras. O desempenho de cada modelo foi avaliado através do erro médio (EM), erro médio absoluto (EAM), coeficiente de determinação (R2), coeficiente de correlação (r), índice de concordância de Willmott (d) e raiz do erro médio quadrático (RMSE). Utilizando os parâmetros originais, o modelo H apresentou melhor desempenho, analisando RMSE, para todas as regiões brasileiras, com valores de 4.24 MJ.m-2d-1 para a região Norte, 4.55 MJ.m-2d-1 para a região Nordeste, 4.39 MJ.m-2d-1 para a região Centro Oeste, 4.61 MJ.m-2d-1 para a região Sul e 4.21 MJ.m-2d-1 para a região Sudeste. Após a otimização, o melhor desempenho foi dado pelo modelo BC, em todas as regiões do Brasil, com RMSE de 3.44 MJ.m-2d-1 para a Região Norte, 3.70 MJ.m-2d-1 para a região Nordeste, 3.62 MJ.m-2d-1 para a região Centro Oeste, 4.43 MJ.m-2d-1 para a região Sul e 3.50 MJ.m-2d-1 para a região Sudeste. Com a otimização dos parâmetros, encontraram-se valores médios para KT, utilizada pelo modelo de H: 0.152 °C-0,5 para a região Norte, 0.173 °C-0,5 para a região Nordeste, 0.145 °C-0,5 para a região Centro Oeste, 0.163 °C-0,5 para a região Sul e 0.152 °C-0,5 para a região Sudeste. Para os parâmetros adimensionais \"A\", \"B\" e \"C\" do modelo BC obteve-se para cada região, respectivamente, os seguintes valores: 0.619, 0.026 e 1.845 para a região Norte, 0.694, 0.074 e 1.489 para a região Nordeste, 0.635, 0.029 e 1.697 para a região Centro Oeste, 0.671, 0.044 e 1.580 para a região Sul e 0.702, 0.025 e 1.747 para a região Sudeste. / Global solar radiation (RG) is one of the most important weather variables for understanding the biophysical processes in agricultural support tools. Currently, it can be measured by different low cost sensors. In Brazil, weather stations just recently start to record RG values. In the absence of long term observed data, models for estimating RG are needed, and the objective of this study was to analyse two Bristow and Campbell (1984) (BC) and Hargreaves and Samani (1982) (H) models for different regions in Brazil against a reference database of 32 places collected the National Institute of Space Research (INPE) through the coefficient of determination (R2), correlation coefficient (r), Willmott concordance index (d), modelling efficiency (E), and root mean square error (RMSE). They were also statistically optimized based on an iterative approach. Using the original parameters, the H model presented the best performance for all Brazilian regions, with values with RMSE of 4.24 MJ.m-2d-1 for a North region, 4.55 MJ.m-2d-1 for the Northeast Region, 4.39 MJ.m-2d-1 for a Midwest region, 4.61 MJ.m-2d-1 for a South region and 4.21 MJ.m-2d-1 for a Southeast region. After the optimization process, the best performance was given by the BC model for all Brazilian regions, with RMSE of 3.44 MJ.m-2d-1 for a North Region, 3.70 MJ.m-2d-1 for a Northeast region, 3.62 MJ.m-2d-1 for a Midwest region, 4.43 MJ.m-2d-1 for a South region and 3.50 MJ.m-2d-1 for a Southeast region. After the parameter optimization, mean values for KT for H model were 0.152 °C-0.5 for the North region, 0.173°C-0.5 for the Northeast region, 0.145°C-0.5 for the Midwest region, 0.163 °C-0.5 for the South region and 0.152°C-0.5 for the Southeast region. For the BC´s dimensionless parameters \"A\", \"B\" and \"C\" it was found the following values, respectively: 0.619, 0.026 and 1.845 for the North region, 0.694, 0.074 and 1.489 for the Northeast region, 0.635, 0.029 and 1.697 for the Midwest region, 0.671, 0.044 and 1.580 for the South region, and 0.702, 0.025 and 1.747 for the Southeast region.

Algas são seres adaptados às constantes e bruscas mudanças abióticas característica do ambiente marinho, causadoras de estresse e responsáveis por alterações fisiológicas capazes de danificar funções biológicas básicas. O excesso de PAR pode causar estresse oxidativo em algas marinhas resultando na oxidação de pigmentos e proteínas, comprometendo o crescimento e conduzindo a alterações que podem levar à morte. Esse estresse oxidativo conduz ao acúmulo de ROS e NO que de forma direta ou indireta prejudicam o andamento metabólico do organismo. Para mitigar e controlar os efeitos danosos desses radicais, o organismo conta com diversas defesas antioxidativas, como aumento de compostos fenólicos, degradação de pigmentos fotossintetizantes, disponibilização de polissacarídeos e espessamento da parede e ativação de sistemas enzimáticos e não enzimáticos antioxidativos. Deste modo, com o objetivo de entender o funcionamento da fisiologia de Gracilariopsis tenuifrons em resposta a intensa irradiância foram avaliados teor de pigmentos fotossintetizantes, proteínas solúveis totais, carbono, hidrogênio e nitrogênio tissulares, taxa de crescimento, quantidade de substâncias fenólicas totais, atividade antioxidante total e peroxidação lipídica e produção de ROS e NO. Assim sendo, ápices de 3 cm da macroalga vermelha Gp.tenuifrons foram expostos a dois regimes de irradiância (60 μmol fótons.m-2.s-1 e 600 μmol fótons.m-2.s-1) durante uma semana e coletadas durante o dia e a noite. O excesso de irradiância provocou respostas de estresse oxidativo, que resultaram em significativa redução de pigmentos fotossintetizantes, proteínas solúveis e nitrogênio tissular, elevação do carbono e hidrogênio tissulares, das substâncias fenólicas, da atividade antioxidante total e da quantidade de NO. Gracilariopsis tenuifrons demonsmostrou efetiva ativação de diversos sistemas antioxidativos ao estímulo de elevada irradiância. Esta indução de atividade antioxidante pode ser melhor explorada em aplicações para a indústria alimentícia, medica, farmacêutica e cosmética. Também foram relacionados protocolos metodológicos e resultados inovadores em relação à formação de NO em condições de estresse, que poderão auxiliar abordagens fisiológicas no Laboratório de Algas Marinhas \"Édison José de Paula\" e outros grupos de pesquisa nacionais e internacionais / Algae are organisms adapted to constant and abrupt abiotic changes characteristic of marine environment, that cause stress and are responsible for physiological alterations able to damage basic biological functions. The intense PAR can produces oxidative stress on seaweed, resulting in oxidation of pigments and proteins, affecting the growth and driven to alterations that can conduce to cell death. This oxidative stress leads ROS and NO accumulation that directly or indirectly prejudice the metabolic fitness of the organism. To mitigate and control the deleterious effect of these radicals, the organism has diverse antioxidative defenses, as to increase phenolic compounds, degradation of photosynthetic pigments, providing polysaccharides and wall thickness and activation of enzymatic and non-enzymatic antioxidative systems. Thus, aiming to understand the physiological responses of Gracilariopsis tenuifrons to intense irradiance were evaluated levels of photosynthetic pigments, proteins, tissular carbon, hydrogen and nitrogen, growth rate, amount of total phenolic compounds, total antioxidant activity and lipid peroxidation, and ROS and NO production. Therefore, apices of 3 cm from the red seaweed Gp. Tenuifrons were exposed to 60 μmol photons.m-2.s-1 and 600 μmol photons.m-2.s-1 for one week and sampling during the day and night. The excess of irradiance promoted oxidative stress responses, observing significant reduction of pigments, soluble proteins and tissular nitrogen, and elevation of tissular carbon and hydrogen, phenolic compounds, total antioxidant activity and quantity of NO. Gracilariopsis tenuifrons showed effective activation of diverse antioxidant systems stimulated by high light. This antioxidant induction should be better explored in applications for food, medical, pharmaceutical and cosmetic industries. Moreover this study shows innovative results related to NO production under stress condition and methodological protocols will be of great help for physiological approaches in the Laboratory of Marine Algae \"Édison José de Paula\" and for other national and international research groups

Durante a estação seca, é comum se observar um grande número de queimadas ocorrendo no Brasil. A fumaça proveniente da queima intensa é facilmente vista em imagens de satélite, principalmente na região de Cerrado e na Bacia Amazônica, e é responsável pela injeção de uma grande quantidade de partículas na atmosfera. Essas partículas de aerossol irão interagir diretamente com a radiação solar incidente, pelos processos de absorção e espalhamento, o que afetará a irradiância solar global incidente em superfície, a fração entre componente direto e difuso e a distribuição espectral. A modelagem precisa dessa interação ainda requer investigação científica. Nesse contexto, os resultados apresentados neste trabalho buscaram avaliar o desempenho de modelos ópticos para o aerossol de queimadas propostos por Rosário (2011) para a região da Reserva Biológica do Jaru (ou Rebio Jaru), Rondônia, durante a estação seca de 2007. Os modelos ópticos foram separados em intervalos de albedo simples, resultando em três grupos ou regimes: um mais absorvedor, um moderadamente absorvedor e um mais espalhador. Os dados simulados utilizando o código de transferência radiativa SBDART foram comparados com medidas feitas in situ na Rebio Jaru. Os dados foram obtidos entre os dias 24 de agosto e 31 de outubro de 2007. Foram analisados dados medidos por um Multifilter Rotating Shadowband Radiometer (MFRSR - canais de 670, 870 e 1036 nm e da irradiância solar total), por um sensor PAR (irradiância fotossinteticamente ativa) e dados de um pirânometro (irradiância solar total). A irradiância fotossinteticamente ativa compreende o intervalo entre 400 e 700 nm e corresponde à energia solar utilizada na fotossíntese realizada pelas plantas. Ela foi utilizada para avaliar o desempenho dos modelos propostos por Rosário (2011). Para esse intervalo espectral, o modelo óptico mais espalhador é o que melhor representou o período analisado. Estudos de caso foram feitos para avaliar o comportamento dos demais dados para dias com valores distintos da profundidade óptica do aerossol em 550nm. Os resultados obtidos pela análise das medidas feitas pelo MFRSR divergiram com relação ao do sensor PAR e do Piranômetro. As divergências observadas podem estar associadas à degradação instrumental. Sugere-se que sejam realizados estudos mais detalhados levando em consideração o conteúdo integrado de vapor dágua, entre outras variáveis meteorológicas, com a finalidade de definir um método eficiente para determinar o melhor modelo óptico para o aerossol de queimadas e para diferentes regiões da Bacia Amazônica, como efetuado por Rosário (2011) na região de Alta Floresta. / During the dry season biomass burning activities are frequent in Brazil. The smoke from these intense fires can easily be seen with satellite imaging, mostly in the centermost region of Brazil and the Amazon, and it is responsible for the input of large amounts of particles to the atmosphere. These aerosol particles interact directly with the incoming solar radiation, through absorption and scattering processes, which will affect the incoming global solar irradiation reaching the surface, the fraction between the direct and diffuse components and the spectral distribution. The accurate modeling of these interactions requires further scientific investigation. In this context, the present work evaluated the performance of biomass burning aerosol optical models proposed by Rosario (2011) for the southern Amazon, in the Jaru Biological Reserve, Rondônia, during the dry season of 2007. The proposed models were classified according to single scattering albedo intervals, and three distinct groups or regimes were identified: one for more absorbing particles, one for moderately absorbing particles and one for more scattering particles. Simulated data using the Radiative Transfer code SBDART were compared with in situ measurements performed at Rebio Jaru. The data were collected between August 24th and October 31st 2007. Data measured by a Multifilter Shadowband Rotating Radiometer (MFRSR - channels 670, 870 and 1036 nm and the total solar irradiance) from a PAR sensor (photosynthetically active radiation) and from a pyranometer (total solar irradiance) were included in the analysis. Photosynthetically active irradiance spectral interval spans between 400 and 700 nm, and corresponds to the solar energy used on the vegetation photosynthesis. This spectral region was chosen to evaluate the performance of the optical models. For this spectral interval, the more scattering optical model better represented the measured values. Case studies were conducted to evaluate the performance of the radiative transfer code and the optical models on days with distinct values of the aerosol optical depth at 550nm. The results showed that simulations for MFRSR channels diverged from the PAR sensor and the pyranometer. These divergences could be associated to instrumental degradation. It is suggested that further studies be conducted taking into account water vapor content variability, and other meteorological variables, in order to define an efficient method to determine the best optical model for the smoke aerosol and for different regions in the Amazon Basin, as performed by Rosario (2011) for Alta Floresta.

O coletor solar de tubos evacuados une uma alta absortividade de radiação solar a um ótimo grau de isolamento térmico. Estas características, aliadas a um custo relativamente baixo, fazem deste tipo de coletor o mais utilizado no mundo. Por isso, diversos tipos de abordagens estão sendo adotadas para descrever seu comportamento térmico. Nesta linha, este trabalho foi desenvolvido através de abordagem experimental e teórica, sendo a última subdividida em numérica por CFD e analítica. A abordagem experimental contou com a construção de uma bancada para medida de temperatura e radiação, em um coletor de 24 tubos evacuados acoplados em um reservatório de 178 L. A abordagem por CFD utilizou um modelo tridimensional transiente. Com o modelo numérico validado, utilizando resultados experimentais, simularam-se diferentes condições de operação, em termos de ângulo de inclinação, fluxo de calor sobre o coletor, tamanho do reservatório e temperatura de entrada da água. Em relação à abordagem analítica, esta é dividida em: modelo de irradiância, modelo do tubo e modelo do reservatório. O modelo de irradiância determina a distribuição da radiação solar ao longo da circunferência do tubo. Parte desta radiação é absorvida pelo coletor e transferida para água. Esta quantidade é determinada com o modelo do tubo, que é baseado no método de resistências térmicas. O modelo do reservatório descreve o comportamento térmico da água em seu interior, tanto em aquecimento quanto em resfriamento, analisando a interação energética com o coletor e com o meio externo. O desenvolvimento do modelo do tubo passa pela avaliação da vazão mássica entre o tubo e o reservatório, além disso, o coeficiente de transferência de calor por convecção no interior do tubo deve ser determinado. Tais variáveis são determinadas a partir de uma correlação para o número de Reynolds, a qual foi obtida com resultados da avaliação por CFD e é função dos números de Nusselt, Grashof e Prandtl. A correlação proposta apresentou bom ajuste com os resultados numéricos. Com a bancada de ensaio experimental foram feitas medidas de temperatura da água no reservatório ao longo de alguns dias. Para as mesmas condições do experimento, a temperatura média da água no reservatório foi estimada com resultados da integração dos modelos de irradiância, do tubo e do reservatório. A diferença entre os resultados experimental e teórico foi de 4,8% para a energia acumulada. / The evacuated tube solar collector combines high solar radiation absorptivity to a great thermal insulation degree. These characteristics, combined with a relatively low cost, make this type of collector the most used in the world. Therefore, various types of approaches are being adopted to describe its thermal behavior. In this way, this work was developed through experimental and theoretical approaches, the latter being subdivided into numeric, by CFD, and analytical analysis. For the experimental approach a test bench was built. The tests was carried on a solar collector with 24 evacuated tubes coupled to a 178 L tank, measuring temperature and solar radiation. The CFD approach used a transient three-dimensional model. After the numerical model validation using experimental data, simulations was carried over different operating conditions in terms of angle, heat flux on the collector, tank size and water inlet temperature. The analytical approach is divided into: irradiance model, tube model and tank model. The irradiance model determines the irradiance distribution of solar radiation along the circumference of the tube. Part of this radiation is absorbed by the collector and transferred to water, this amount is determined with the tube model, using the thermal resistance method. The tank model describes the thermal behavior of inside water, both in heating and in cooling, analyzing energy interaction with the collector and the external environment. The development of the tube model involves the assessment of the mass flow rate between the tube and the tank, furthermore the convection heat transfer coefficient inside the tube must be determined. These variables are determined from a correlation for the Reynolds number, which was obtained with evaluation results by CFD. Proposed Reynolds number is a function of the Nusselt, Prandtl and Grashof numbers. The correlation presented a good agreement with the numerical results. Using the experimental test bench the water temperature was measured into the tank over a few days. For the same experiment conditions, the average temperature of the water into the tank was estimated by results of integration of irradiance, tube and tank models. The difference between the experimental and theoretical results was 4.8% for the accumulated energy.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-10-13T18:06:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6005359 bytes, checksum: 39958402bf811acd10edfc44f666e1d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T18:06:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6005359 bytes, checksum: 39958402bf811acd10edfc44f666e1d3 (MD5) Previous issue date: 2004-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O gênero Lippia (Verbenaceae) possui importância econômica devido aos diferentes usos do óleo essencial presente em suas espécies, que ocorrem em grande número no Brasil. Lippia filifolia Mart. & Schau. é endêmica da Cadeia do Espinhaço, em Minas Gerais, e está ameaçada de extinção. Plantas estabelecidas in vitro demonstraram que a espécie é sensível à mudanças de ambiente, durante o processo de aclimatação. O primeiro objetivo deste trabalho foi avaliar o cultivo in vitro de L. filifolia, analisando a influência de níveis de irradiância e de meios de cultivo suplementados com diferentes reguladores de crescimento, visando subsidiar a produção de plantas mais tolerantes à aclimatação. Ápices caulinares foram cultivados nos meios MSO, MS + ANA (0,1 mg L -1 ), MS + BAP (0,5 mg L -1 ), MS + ANA (0,1 mg L -1 ) + BAP (0,5 mg L -1 ) e, submetidos aos níveis de irradiância 40, 104 e 172 μmol m -2 s -1 . Interações significativas entre as variáveis níveis de irradiância e meios de cultivo foram obtidas para as características concentração de carotenóides, crescimento em altura, número de brotações e área foliar. As clorofilas a, b e totais foram influenciadas somente pela irradiância, diminuindo a concentração de acordo com o aumento da irradiância. O fator meio de cultivo influenciou o número e o tamanho das raízes, o peso de matéria fresca da parte aérea e a concentração de antocianinas. Não houve interação para as características peso de matéria fresca e seca do sistema radicular e peso de matéria seca da parte aérea, no entanto, os fatores irradiância e meio de cultivo, analisados isoladamente, foram significativos para tais características. Os níveis de irradiância e os meios de cultivos utilizados influenciaram no desenvolvimento da parte aérea, mas, não comprometendo a sobrevida da planta no decorrer do experimento. As variações nos níveis de irradiância não influenciaram a biossíntese de antocianinas, demonstrando que as condições a que L. filifolia foi submetida, não induziram elevados níveis de estresse para as plantas. O segundo objetivo deste trabalho foi caracterizar anatomicamente, mediante microscopia de luz e eletrônica de varredura, a folha de L. filifolia cultivada in vitro, e identificar por técnicas histoquímicas, as principais substâncias presentes no órgão. As avaliações histoquímicas foram conduzidas em material fresco e em amostras incluídas em resina sintética. A estrutura foliar segue o padrão descrito para outras espécies do gênero, todavia, apresentando características anatômicas, geralmente, relacionadas às plantas cultivadas in vitro, como cutícula delgada, grandes espaços intercelulares, ausência de tecidos de sustentação e folhas finas. Em ambas as superfícies epidérmicas ocorrem um grande número de tricomas tectores e secretores. Três tipos de tricomas secretores foram observados: o tipo I, caracterizado por 1-2 células basais, pedículo de 2-3 células e uma cabeça secretora elíptica, constituída por 4-8 células; o tipo II, possui base e pedículo unicelular e cabeça bicelular globular; e o tipo III possui base, pedículo e cabeça esférica todos unicelulares. Os testes histoquímicos confirmaram a presença de óleos essenciais nos tricomas secretores e por todo o mesofilo; de polissacarídeos no tricoma glandular tipo II; e sugere a presença de proteínas na substância secretada pelos tricomas glandulares. As reações para detectar alcalóides, compostos fenólicos, amido e ligninas foram negativas. A presença de substâncias lipofílicas, dentre elas os óleos essenciais e as oleoresinas, evidencia a grande importância do gênero. A estrutura foliar segue os padrões relatados para a família, contudo, apresentando as características anatômicas relacionadas ao cultivo in vitro. Estes resultados podem contribuir para melhor compreensão do comportamento da espécie durante o processo de aclimatação. / The genus Lippia (Verbenaceae) has great economical importance due to different applications of the essential oils present in several species occurring in Brazil. Lippia filifiolia Mart. & Schau. is an endemic species of the “Serra do Espinhaço”, Minas Gerais State, Brazil, and is considered as an endangered species. Following to the establishment and in vitro propagation of the species, it proved to be sensitive to the environmental changes that acclimatization process brings about. This way, the present study was conducted to evaluate histological and histochemical aspects of in vitro grown plants, and the influence of irradiance levels and growth regulators on in vitro culture performance of L. filifolia, aiming to obtain plants more tolerant to the acclimatization process. For anatomical studies leaf samples were characterized under photonic and scanning electron microscopy. The histochemical analyses were carried out using both fresh and hystoresin embedded samples. Apical segments were cultured onto a semi-solid MS-based medium supplemented with either NAA (0.1 mg L -1 ), BAP (0.5 mg L -1 ), and NAA (0.1 mg L -1 ) plus BAP (0.5 mg L -1 ), and submitted to three irradiance levels (40, 104, and 172 μmol m -2 s -1 ). Significant interactions between irradiance levels and culture were achieved for carotenoid content, plant height, average shoot number and leaf area. The contents of chlorophylls ‘a’ and ‘b’ were affected only by irradiance, lessening their concentrations with increasing irradiance levels. The growth regulator composition influenced the number and average size of the roots, the fresh mass of the aerial parts, and the anthocyanin concentration. For fresh and dry root weight and aerial fresh weight there was no interaction between irradiance levels and growth regulator combinations, although when analyzed isolated they influenced the measured characteristics. The irradiance levels did not affect carotenoid biosynthesis as revealed by carotenoid contents with increasing irradiance levels, suggesting that the species tolerates higher irradiance levels without any prejudice to the development, and may reflect possible positive effects during acclimatization. The leaf structure fits on the previously described pattern for the family, however, presenting thin cuticle and mesophyll size, large intercellular spaces, absence of supporting tissue, though consistent with those induced by in vitro conditions. In both epidermis surfaces there are a great number of tector and secretory trichomes. The latter presented three types: type I, formed by 1-2 basal cells, 2-3 pedicel cells, and an elliptical secretory head with 4-8 cells; type II, posses unicellular base and pedicel, and a globular bicellular head; type III, has base, pedicel, and a spherical head, all unicellular. The histochemical tests confirmed the presence of essential oils within secretory trichomes and spread throughout the mesophyll; polysaccharides in glandular trichomes type II; and suggest the presence of proteins in the secreted substance by glandular trichomes. The specific reactions for alkaloids, phenolic compounds, starch and lignins were negative. The presence of lypophilic substances, among them, essential oils and oleoresins, evidenced the great importance of the genus. The results may contribute for further work on acclimatization attempts of the species. / Dissertação importada do Alexandria

O coletor solar de tubos evacuados une uma alta absortividade de radiação solar a um ótimo grau de isolamento térmico. Estas características, aliadas a um custo relativamente baixo, fazem deste tipo de coletor o mais utilizado no mundo. Por isso, diversos tipos de abordagens estão sendo adotadas para descrever seu comportamento térmico. Nesta linha, este trabalho foi desenvolvido através de abordagem experimental e teórica, sendo a última subdividida em numérica por CFD e analítica. A abordagem experimental contou com a construção de uma bancada para medida de temperatura e radiação, em um coletor de 24 tubos evacuados acoplados em um reservatório de 178 L. A abordagem por CFD utilizou um modelo tridimensional transiente. Com o modelo numérico validado, utilizando resultados experimentais, simularam-se diferentes condições de operação, em termos de ângulo de inclinação, fluxo de calor sobre o coletor, tamanho do reservatório e temperatura de entrada da água. Em relação à abordagem analítica, esta é dividida em: modelo de irradiância, modelo do tubo e modelo do reservatório. O modelo de irradiância determina a distribuição da radiação solar ao longo da circunferência do tubo. Parte desta radiação é absorvida pelo coletor e transferida para água. Esta quantidade é determinada com o modelo do tubo, que é baseado no método de resistências térmicas. O modelo do reservatório descreve o comportamento térmico da água em seu interior, tanto em aquecimento quanto em resfriamento, analisando a interação energética com o coletor e com o meio externo. O desenvolvimento do modelo do tubo passa pela avaliação da vazão mássica entre o tubo e o reservatório, além disso, o coeficiente de transferência de calor por convecção no interior do tubo deve ser determinado. Tais variáveis são determinadas a partir de uma correlação para o número de Reynolds, a qual foi obtida com resultados da avaliação por CFD e é função dos números de Nusselt, Grashof e Prandtl. A correlação proposta apresentou bom ajuste com os resultados numéricos. Com a bancada de ensaio experimental foram feitas medidas de temperatura da água no reservatório ao longo de alguns dias. Para as mesmas condições do experimento, a temperatura média da água no reservatório foi estimada com resultados da integração dos modelos de irradiância, do tubo e do reservatório. A diferença entre os resultados experimental e teórico foi de 4,8% para a energia acumulada. / The evacuated tube solar collector combines high solar radiation absorptivity to a great thermal insulation degree. These characteristics, combined with a relatively low cost, make this type of collector the most used in the world. Therefore, various types of approaches are being adopted to describe its thermal behavior. In this way, this work was developed through experimental and theoretical approaches, the latter being subdivided into numeric, by CFD, and analytical analysis. For the experimental approach a test bench was built. The tests was carried on a solar collector with 24 evacuated tubes coupled to a 178 L tank, measuring temperature and solar radiation. The CFD approach used a transient three-dimensional model. After the numerical model validation using experimental data, simulations was carried over different operating conditions in terms of angle, heat flux on the collector, tank size and water inlet temperature. The analytical approach is divided into: irradiance model, tube model and tank model. The irradiance model determines the irradiance distribution of solar radiation along the circumference of the tube. Part of this radiation is absorbed by the collector and transferred to water, this amount is determined with the tube model, using the thermal resistance method. The tank model describes the thermal behavior of inside water, both in heating and in cooling, analyzing energy interaction with the collector and the external environment. The development of the tube model involves the assessment of the mass flow rate between the tube and the tank, furthermore the convection heat transfer coefficient inside the tube must be determined. These variables are determined from a correlation for the Reynolds number, which was obtained with evaluation results by CFD. Proposed Reynolds number is a function of the Nusselt, Prandtl and Grashof numbers. The correlation presented a good agreement with the numerical results. Using the experimental test bench the water temperature was measured into the tank over a few days. For the same experiment conditions, the average temperature of the water into the tank was estimated by results of integration of irradiance, tube and tank models. The difference between the experimental and theoretical results was 4.8% for the accumulated energy.

O coletor solar de tubos evacuados une uma alta absortividade de radiação solar a um ótimo grau de isolamento térmico. Estas características, aliadas a um custo relativamente baixo, fazem deste tipo de coletor o mais utilizado no mundo. Por isso, diversos tipos de abordagens estão sendo adotadas para descrever seu comportamento térmico. Nesta linha, este trabalho foi desenvolvido através de abordagem experimental e teórica, sendo a última subdividida em numérica por CFD e analítica. A abordagem experimental contou com a construção de uma bancada para medida de temperatura e radiação, em um coletor de 24 tubos evacuados acoplados em um reservatório de 178 L. A abordagem por CFD utilizou um modelo tridimensional transiente. Com o modelo numérico validado, utilizando resultados experimentais, simularam-se diferentes condições de operação, em termos de ângulo de inclinação, fluxo de calor sobre o coletor, tamanho do reservatório e temperatura de entrada da água. Em relação à abordagem analítica, esta é dividida em: modelo de irradiância, modelo do tubo e modelo do reservatório. O modelo de irradiância determina a distribuição da radiação solar ao longo da circunferência do tubo. Parte desta radiação é absorvida pelo coletor e transferida para água. Esta quantidade é determinada com o modelo do tubo, que é baseado no método de resistências térmicas. O modelo do reservatório descreve o comportamento térmico da água em seu interior, tanto em aquecimento quanto em resfriamento, analisando a interação energética com o coletor e com o meio externo. O desenvolvimento do modelo do tubo passa pela avaliação da vazão mássica entre o tubo e o reservatório, além disso, o coeficiente de transferência de calor por convecção no interior do tubo deve ser determinado. Tais variáveis são determinadas a partir de uma correlação para o número de Reynolds, a qual foi obtida com resultados da avaliação por CFD e é função dos números de Nusselt, Grashof e Prandtl. A correlação proposta apresentou bom ajuste com os resultados numéricos. Com a bancada de ensaio experimental foram feitas medidas de temperatura da água no reservatório ao longo de alguns dias. Para as mesmas condições do experimento, a temperatura média da água no reservatório foi estimada com resultados da integração dos modelos de irradiância, do tubo e do reservatório. A diferença entre os resultados experimental e teórico foi de 4,8% para a energia acumulada. / The evacuated tube solar collector combines high solar radiation absorptivity to a great thermal insulation degree. These characteristics, combined with a relatively low cost, make this type of collector the most used in the world. Therefore, various types of approaches are being adopted to describe its thermal behavior. In this way, this work was developed through experimental and theoretical approaches, the latter being subdivided into numeric, by CFD, and analytical analysis. For the experimental approach a test bench was built. The tests was carried on a solar collector with 24 evacuated tubes coupled to a 178 L tank, measuring temperature and solar radiation. The CFD approach used a transient three-dimensional model. After the numerical model validation using experimental data, simulations was carried over different operating conditions in terms of angle, heat flux on the collector, tank size and water inlet temperature. The analytical approach is divided into: irradiance model, tube model and tank model. The irradiance model determines the irradiance distribution of solar radiation along the circumference of the tube. Part of this radiation is absorbed by the collector and transferred to water, this amount is determined with the tube model, using the thermal resistance method. The tank model describes the thermal behavior of inside water, both in heating and in cooling, analyzing energy interaction with the collector and the external environment. The development of the tube model involves the assessment of the mass flow rate between the tube and the tank, furthermore the convection heat transfer coefficient inside the tube must be determined. These variables are determined from a correlation for the Reynolds number, which was obtained with evaluation results by CFD. Proposed Reynolds number is a function of the Nusselt, Prandtl and Grashof numbers. The correlation presented a good agreement with the numerical results. Using the experimental test bench the water temperature was measured into the tank over a few days. For the same experiment conditions, the average temperature of the water into the tank was estimated by results of integration of irradiance, tube and tank models. The difference between the experimental and theoretical results was 4.8% for the accumulated energy.