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Previous issue date: 2018-11-21 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Eficiência e economia na produção de energia são fatores-chave no desenvolvimento social e econômico de um país. A energia solar é uma fonte de energia limpa e renovável, utilizada em sua maior parte para o aquecimento de água por meio de coletores solares. Nos últimos 15 anos, os coletores solares planos vêm, devido ao apelo mundial para o uso de materiais mais facilmente recicláveis e ao baixo custo, utilizando cada vez mais materiais poliméricos, substituindo os convencionais. Para analisar quais materiais poliméricos podem ser usados em coletores solares planos, este trabalho realizou um teste de intemperismo acelerado nos materiais polissulfona (PSU), polietileno (PE) e policarbonato (PC). Destacam-se o PSU e o PE. O PSU tem o melhor resultado em relação ao nível de degradação, pois sua cadeia polimérica é composta por anéis aromáticos e fortes ligações de carbono, enxofre e oxigênio dentro da espinha dorsal do polímero. Adicionalmente, foram realizadas análises do infravermelho nos materiais envelhecidos na câmara de intemperismo acelerado pelo método ATR ou refletância total atenuada. Eles apresentaram, na cadeia molecular, pequenas mudanças nos espectros na região do infravermelho à medida que o tempo exposto na câmara de envelhecimento aumentava. Por fim, foi desenvolvida uma simulação numérica de um coletor solar plano na plataforma ESS (Engineering Equation Solver) em que foi simulado o efeito do número de tubos no absorvedor com diferentes materiais e foi simulada uma geometria de tubos de sessão quadrada no absorvedor. A simulação apresentou o melhor resultado com um absorvedor construído com 100 tubos de sessão quadrada de polissulfona, no qual a eficiência teoricamente pode chegar a 81,62%. / Efficiency and economy in energy production are key factors in the social and economic development of a country. Solar energy is a source of clean and renewable energy used for heating water through solar collectors. Over the past 15 years, due to the worldwide appeal for the use of more readily recyclable materials and their low cost, flat solar collectors have increasingly used polymeric materials to replace conventional ones. In order to assess which polymeric materials can be used in flat-plate solar collectors, an accelerated temperature test has been conducted on polysulfone (PSU), polyethylene (PE), and polycarbonate (PC). PSU and EP have stood out. PSU had the best result for degradation because its polymeric chain is composed of aromatic rings and strong bonds of carbon, sulfur and oxygen within the backbone of the polymer. Additionally, infrared analyses have been made of the materials aged in the accelerated temperature chamber according to the ATR method or attenuated total reflectance. They presented small molecular chain changes in the spectra in the infrared region as exposure time in the UV chamber increased. Finally, a numerical simulation of a flat solar collector was developed in the ESS (Engineering Equation Solver) platform in which the effect of the number of tubes in the absorber with different materials was simulated as well a geometry of square session tubes in the absorber. The simulation presented the best result with an absorber built with 100 polysulfone square session tubes, in which efficiency can theoretically reach 81.62%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.jesuita.org.br:UNISINOS/7650 |
| Date | 21 November 2018 |
| Creators | Leitão, José Maurício de Moura |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/9129454582576885, Rocha, Tatiana Louise Avila de Campos, Macagnan, Mario Henrique |
| Publisher | Universidade do Vale do Rio dos Sinos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Unisinos, Brasil, Escola Politécnica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNISINOS, instname:Universidade do Vale do Rio dos Sinos, instacron:UNISINOS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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