O objetivo deste trabalho é realizar uma análise paramétrica do processo de desumidificação de ar comprimido em trocadores de calor compactos com superfícies intensificadoras do tipo aletas deslocadas. A umidade contida no ar comprimido precisa ser retirada do sistema para evitar a formação de condensado nas linhas de distribuição, nos atuadores ou nos dispositivos finais. Utiliza-se o processo de desumidificação por resfriamento onde a temperatura do ar é diminuída até alcançar o ponto de orvalho, resultando em formação de condensado. O desumidificador é constituído por dois trocadores de calor (recuperador e evaporador), sendo cada um deles dividido em duas regiões. Realizou-se a modelagem do processo de transferência de calor para cada um dos trocadores. Utilizou-se o método do potencial de entalpias para determinar os coeficientes globais de transferência de calor de cada trocador. Para a realização da simulação numérica, foi implementado um programa utilizando como ferramenta computacional o programa “Engineering Equation Solver" (EES). O estudo foi feito variando-se os parâmetros geométricos do trocador de calor e verificando sua influência nos coeficientes de transferência de calor, nos calores trocados e nas condições de saída do ar. Primeiramente, cada parâmetro foi analisado individualmente e depois com algumas combinações. Concluiu-se que as dimensões das aletas no recuperador e os comprimentos do recuperador e do evaporador são os parâmetros que mais influenciam nas propriedades do ar comprimido na saída do desumidificador. / The objective of this work is to conduct a parametric analysis of the dehumidification process of compressed air in compact heat exchangers with Offset Strip Fins. The humidity carried by the compressed air should be removed from the system to prevent the condensation in the distribution lines and in the actuators or the final devices. The dehumidification process by cooling occurs when the temperature of the air is diminished until reaching the dew point, resulting in condensation of water vapor. The dehumidifier is constituted by two heat exchangers (recuperator and evaporator), each one of them being divided in two regions. A modeling of the heat and mass transfer process for each heat exchangers, was performed. The enthalpy driving potential method was used to determine the overall heat transfer coefficients of each heat exchanger. The numerical simulation was implemented by using the computational software "Engineering Equation Solver"(EES). The study was made varying the geometric parameters of the heat exchanger and verifying its influences on the heat transfer coefficients, the heat transfer and pressure drop, and the air exit conditions. First, each parameter was analyzed individually and then with some combinations. Its was concluded that the fins dimensions in both regions of the lengths of the recuperator and the evaporator are the parameters that have larger influence on the exit compressed air properties.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2017-06-16T10:22:50Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1008850 bytes, checksum: 2449c3ac92745b3cb932d4ea5dddd28b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-16T10:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1008850 bytes, checksum: 2449c3ac92745b3cb932d4ea5dddd28b (MD5) Previous issue date: 2007-08-30 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Different forms of air treatment are used for food drying. It is the purpose of this work to describe both the implementation and instrumentation of a system of heat pump for dehumidifying and heating up the drying air under temperatures higher than room temperature but lower that those employed in resistance dryers promoting, in this way, better product quality. Our pump system consists of an evaporator, a condenser, a thermal expansion valve, and a fan. The heat pump makes use of the energy dissipated by both the condenser and the compressor to heat up the air dehumidified by the evaporator. Our device has been better characterized by its effectiveness in heating up the air as well as by its efficient, drying capacity. Sensors were installed at both the inlet and outlet of the device in order to control relative humidity, dry bulb temperature and velocity. Tests were accomplished to verify airflow velocity at 6,1 m/s and 5,7 m/s. For each case, measurements were taken every 15 min, with entering air parameters under atmospheric pressure with temperatures ranging from 27 and 32 ºC, and relative humidity ranging from 68 to 80%. Analyses of the same parameters were carried out at both the heat pump outlet and along the cooling cycle. An energy-exergetic analysis of the heat pump was completed. Simulations were made with the help of computer programs on EES (Engineering Equation Solver) platforms.For these simulations, the programs were developed based on the following: Law of Mass Conservation, and the First and Second Laws of Thermodynamics. It was then possible to put forward some suggestions for improving the drying process and its instrumentation. / Diversos tipos de tratamentos do ar têm sido utilizados para secagem de produtos alimentícios. Este trabalho, tem como objetivo a montagem e instrumentação de um sistema de bomba de calor para desumidificação e aquecimento do ar de secagem utilizando temperaturas maiores que a ambiente, porém menores que os secadores resistivos, o que favorece um produto com qualidade melhor. O sistema de bomba de calor consiste de um evaporador, um condensador, um compressor, uma válvula de expansão e um ventilador. A bomba de calor aproveita a energia dissipada pelo condensador e compressor para aquecer o ar desumidificado pelo evaporador. O aparato foi caracterizado pela verificação da capacidade de aquecimento do ar e sua eficiência para secagem. Foram instalados na entrada e na saída do equipamento, sensores de umidade relativa, de temperatura de bulbo seco e de velocidade. Os testes foram realizados para velocidades do fluxo de ar de 6,1 m/s e 5,7 m/s. Para cada caso, foram realizadas medições a cada 15 min, com parâmetros de entrada do ar na pressão atmosférica, temperatura entre 27 e 32 ºC e umidade relativa entre 68 e 80 %, e verificação dos mesmos parâmetros na saída da bomba de calor, como também do ciclo de refrigeração. Foi realizada uma análise energética e exergética da bomba de calor. As simulações foram feitas através de programas computacionais na plataforma EES (Engineering Equation Solver). Para estas simulações, foram desenvolvidos os programas baseados na Lei da Conservação da Massa, da Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica e com os resultados encontrados são feitas sugestões para melhoria do processo e instrumentação deste.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3231556 bytes, checksum: dbeb38d3575cc8d87938d6de158f2b05 (MD5) Previous issue date: 2012-04-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work has as objective to realize out a theoretical and experimental study of the specific heat and the sorption kinetics in a fixed reactor. The specific heat experiment was conducted at materials laboratory at UFPB and experimental bench of the kinetic of sorption in fixed reactor was mounted in the solar energy laboratory, both located in the city João Pessoa. The experimental apparatus consisting of fixed bed filled with silica gel and subjected to a flow of moist air. For the theoretical study realized in a fixed bed, was developed a computer code with the purpose of identifying various physical and geometrical parameters, which could influence the dynamics of sorption, allowing simulating the processes of dehumidification and regeneration in fixed beds. The computational code was validated comparing the numerical results with experimental results. Studies were also performed to determine the specific heat in the adsorbed phase using the DSC method and from these results, it was determined an equation general through least squares regression for the calculation of the specific heat in the adsorbed phase. The Results were presented about pressure drop in the adsorptive bed, the mass profile of adsorbed to investigate the time of saturation of the bed, the temperature profiles and absolute humidity at the output of a fixed bed and also the experimental results of the specific heat the adsorbed phase with various concentrations . With this study we can conclude that the computer code developed is an important tool for the design of fixed bed adsorption, because without this tool would require a very high cost to modify the configuration in a fixed bed, defining a better choice of experimental setup. / O presente trabalho tem como objetivo realizar um estudo teórico e experimental do calor específico e da cinética de sorção em reator fixo. O experimento do calor específico foi realizado no laboratório de materiais da UFPB e a bancada experimental da cinética de sorção em reator fixo foi montada no Laboratório de Energia Solar (LES), ambos, localizados na cidade de João Pessoa. O aparato experimental consiste em um leito fixo preenchido com sílica gel e submetido a um fluxo de ar úmido. Para o estudo teórico realizado no leito fixo, foi desenvolvido um código computacional com o intuito de se verificar diversos parâmetros físicos e geométricos, que poderiam influenciar na dinâmica de sorção, permitindo simular processos de desumidificação e regeneração em leitos fixos. O código computacional desenvolvido foi validado, comparando-se os resultados obtidos numericamente com os resultados experimentais. Foram também realizados estudos para determinar o calor específico na fase adsorvida utilizando o método DSC e a partir desses resultados, determinou-se uma equação geral através de uma regressão por mínimos quadrados, para o cálculo do calor específico na fase adsorvida. Foram apresentados resultados da perda de carga no leito adsortivo, perfis de massa adsorvida para investigar o tempo de saturação do leito, perfis de temperatura e umidade absoluta na saída do leito fixo, como também, resultados experimentais do calor específico na fase adsorvida com várias concentrações. Com este estudo podê-se concluir que o código computacional desenvolvido é uma ferramenta importante para o dimensionamento de leitos fixos adsortivos, pois sem esta ferramenta seria necessário um custo muito alto para modificar a configuração no leito fixo, podendo-se com ele definir uma melhor opção de montagem experimental.

O objetivo deste trabalho é realizar uma análise paramétrica do processo de desumidificação de ar comprimido em trocadores de calor compactos com superfícies intensificadoras do tipo aletas deslocadas. A umidade contida no ar comprimido precisa ser retirada do sistema para evitar a formação de condensado nas linhas de distribuição, nos atuadores ou nos dispositivos finais. Utiliza-se o processo de desumidificação por resfriamento onde a temperatura do ar é diminuída até alcançar o ponto de orvalho, resultando em formação de condensado. O desumidificador é constituído por dois trocadores de calor (recuperador e evaporador), sendo cada um deles dividido em duas regiões. Realizou-se a modelagem do processo de transferência de calor para cada um dos trocadores. Utilizou-se o método do potencial de entalpias para determinar os coeficientes globais de transferência de calor de cada trocador. Para a realização da simulação numérica, foi implementado um programa utilizando como ferramenta computacional o programa “Engineering Equation Solver” (EES). O estudo foi feito variando-se os parâmetros geométricos do trocador de calor e verificando sua influência nos coeficientes de transferência de calor, nos calores trocados e nas condições de saída do ar. Primeiramente, cada parâmetro foi analisado individualmente e depois com algumas combinações. Concluiu-se que as dimensões das aletas no recuperador e os comprimentos do recuperador e do evaporador são os parâmetros que mais influenciam nas propriedades do ar comprimido na saída do desumidificador. / The objective of this work is to conduct a parametric analysis of the dehumidification process of compressed air in compact heat exchangers with Offset Strip Fins. The humidity carried by the compressed air should be removed from the system to prevent the condensation in the distribution lines and in the actuators or the final devices. The dehumidification process by cooling occurs when the temperature of the air is diminished until reaching the dew point, resulting in condensation of water vapor. The dehumidifier is constituted by two heat exchangers (recuperator and evaporator), each one of them being divided in two regions. A modeling of the heat and mass transfer process for each heat exchangers, was performed. The enthalpy driving potential method was used to determine the overall heat transfer coefficients of each heat exchanger. The numerical simulation was implemented by using the computational software "Engineering Equation Solver"(EES). The study was made varying the geometric parameters of the heat exchanger and verifying its influences on the heat transfer coefficients, the heat transfer and pressure drop, and the air exit conditions. First, each parameter was analyzed individually and then with some combinations. Its was concluded that the fins dimensions in both regions of the lengths of the recuperator and the evaporator are the parameters that have larger influence on the exit compressed air properties.

Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-11T15:24:04Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2659414 bytes, checksum: daffe4d3b79a46f98678d09a7952e81b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-11T15:24:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2659414 bytes, checksum: daffe4d3b79a46f98678d09a7952e81b (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, will be characterized two types of adsorptive wheels, an active effect and the other passive effect, known respectively as desiccant wheel and enthalpy wheel. These devices are used to compose the climatization adsorption systems as a means of promoting the dehumidification of air using the adsorption phenomenon that occurs in their adsorptive matrices. This phenomenon involves both the mass transfer and the heat, its cycles are defined by two processes taking place simultaneously, the adsorption and desorption. In the study, the characterization will boil down to assess the equipment in different working conditions with the main objective to achieve better dehumidification of air using the least amount of energy possible. Procedures were used for low air flow rates set in three categories: the process flow, which is the airflow to be treated, or dehumidified, a regeneration flow, which is the air stream in countercurrent flow desiccant rotor with process flow will serve as a means of maintaining the adsorptive cycle always performing heat exchange and mass, and the return flow, which flow against the enthalpy rotor will also serve as a means of promoting the dehumidification of process air. In the regeneration flow rates will be assessed the effects of low temperature heating and in both wheels will be evaluated the effects of different rotational speeds. Will also take place, procedures in order to verify the possibility of the wheel enthalpy work as a wheel desiccant . The findings contributed significantly to the climate control by adsorption systems is taken increasingly as a viable alternative to replacing conventional cooling. / No presente trabalho foram caracterizados dois tipos de rotores adsortivos, um de efeito ativo e outro de efeito passivo, conhecidos respectivamente como rotor dessecante e rotor entálpico. Esses equipamentos são usados para compor os sistemas de climatização por adsorção como meio de promover a desumidificação do ar usando o fenômeno da adsorção que ocorre em suas matrizes adsortivas. Esse fenômeno envolve tanto a transferência de massa quanto a de calor, seus ciclos são definidos por dois processos que ocorrem simultaneamente, a adsorção e a dessorção. No estudo, a caracterização se resume em avaliar os equipamentos em diferentes condições de trabalho tendo como principal objetivo alcançar a melhor desumidificação do ar usando a menor quantidade de energia possível. Durante os procedimentos foram usadas baixas vazões de ar definidas em três categorias: a vazão de processo, que é a corrente de ar a ser tratada, ou seja, desumidificada, a vazão de regeneração, que é a corrente de ar que em contra fluxo no rotor dessecante com a vazão de processo servirá como meio de manter o ciclo adsortivo sempre realizando as trocas de calor e massa, e a vazão de retorno, que em contra fluxo no rotor entálpico servirá também como meio de promover a desumidificação do ar de processo. Nas vazões de regeneração foram avaliados os efeitos de baixas temperaturas de aquecimento e em ambos os rotores foram avaliados os efeitos de diferentes rotações. Foram realizados também, procedimentos com o intuito de verificar a possibilidade de o rotor entálpico trabalhar como rotor dessecante. Os resultados desse trabalho contribuíram significativamente para que os sistemas de climatização por adsorção seja tido cada vez como uma alternativa viável à substituição da refrigeração convencional.