Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-03T18:20:27Z
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Previous issue date: 2018-09-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ). / O armazenamento de energia térmica vem sendo considerado como uma viável solução para reduzir os problemas associados à natureza intermitente e variável dos recursos renováveis. Os materiais utilizados nos sistemas de armazenamento térmico de calor latente são denominados materiais de mudança de fase (PCM), os quais armazenam e liberam energia durante sua mudança de fase. As ceras de palma, soja e carnaúba foram estudadas neste trabalho como bio materiais de mudança de fase e suas propriedades termofísicas foram determinadas por meio da metodologia experimental T-History. Um aparato experimental foi desenvolvido para a obtenção do histórico de temperatura dos materiais analisados. A parafina eicosano, por ser um material amplamente estudado no meio cientíco e possuir suas propriedades termofísicas definidas e reportadas na literatura, também foi caracterizada neste trabalho para validar tanto o sistema de medição quanto a metodologia utilizada. O método T-History original e modificado foram aplicados para a comparação dos resultados obtidos por diferentes metodologias de análise. A influência da taxa de resfriamento sobre comportamento térmico dos materiais e sobre o valor das propriedades calculadas foi analisada por meio do uso de diferentes ambientes de resfriamento. Baseando-se nos resultados apresentados, o método T-History original foi apropriado para a caracterização termofísica do eicosano e sua aplicação gerou resultados consistentes, apresentando boa concordância com os valores reportados na literatura. Em geral, os comportamentos térmicos das ceras vegetais estudadas foram diferentes. Dentre as ceras vegetais estudadas no trabalho, a cera de carnaúba do tipo 4 apresentou o maior calor latente de fusão e as ceras de carnaúba tipo 3 e de soja apresentaram os maiores valores para condutividade térmica. Por meio dos ensaios realizados em diferentes ambientes de resfriamento, verificou-se experimentalmente que de fato o aumento da taxa de resfriamento influenciou os dados obtidos, resultando em grandes desvios e baixa precisão na determinação das propriedades termofísicas dos PCMs. Devido à escassez de dados referentes ao uso da metodologia T-History para a determinação das propriedades das ceras vegetais, foi difícil identificar qual o método de análise mais apropriado para a caracterização das ceras. No entanto, como o método modificado foi desenvolvido especificamente para analisar materiais que não apresentam sua mudança de fase em um patamar bem definido, ele se tornou mais adequado para a determinação das propriedades termofísicas das ceras vegetais estudadas este trabalho. Apesar do método modificado possuir limitações, ele apresentou grandes avanços com relação à metodologia T-History original. / Thermal energy storage has been considered as a viable solution to reduce the problems associated with the intermittent and variable nature of renewable resources. The materials used in the latent heat storage systems are called phase change materials (PCMs), which store and release energy during their phase change. The palm, soybean and carnauba waxes were studied in this work as bio phase change materials and their thermophysical properties were determined using the T-History methodology. An experimental apparatus was developed to obtain the temperature history of the analyzed materials. Eicosano paraffin, because it is a material widely studied in the scientific milieu and has its defined thermophysical properties and reported in the literature, was also characterized in this work to validate both the measurement system and the methodology used. The original and modified T-History method were applied to compare the results obtained by different analysis methodologies. The influence of the cooling rate on the thermal behavior of the materials and on the value of the calculated properties was analyzed through the use of different cooling environments. Based on the presented results, the original T-History method was appropriate for the thermophysical characterization of eicosano and its application generated consistent results, presenting good agreement with the values reported in the literature. In general, the thermal behavior of the studied vegetable waxes was different. Among the vegetable waxes studied in the study, carnauba type 4 wax presented the highest latent heat of fusion and the waxes of carnauba type 3 and soybean had the highest values for thermal conductivity. By means of the tests performed in different cooling environments, it was verified that in fact the increase in the cooling rate influenced the obtained data, resulting in large deviations and low precision in the determination of the thermophysical properties of the PCMs. Due to the lack of data regarding the use of the T-History methodology to determine the properties of vegetable waxes, it was difficult to identify the most appropriate method of analysis for the characterization of waxes. However, because the modified method was specifically developed to analyze materials that did not present their phase change at a well defined level, it became more suitable for the determination of the thermophysical properties of the vegetable wax studied in this work. Although the modified method has limitations, it has made great strides in relation to the original T-History methodology.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/32591 |
| Date | 28 February 2018 |
| Creators | Monteiro, Mariana Moronari |
| Contributors | Oliveira, Taygoara Felamingo de, Brasil Júnior, Antônio César Pinho |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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