Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveiros

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Mariana Salgado Costa e
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/39011
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
id RCAP_ac8bf26843d396168c2c21f5046b600b
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/39011
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveirosThermal performance of multi-jet atomization applied to showersTransmissão de calorspray multijatochuveirodesempenho térmicoconforto térmicoexperiência de um chuveiroDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de CoimbraUma das componentes mais relevantes no consumo doméstico de água é o volume gasto durante um duche. Porém, enquanto diversas estratégias têm sido desenvolvidas para restringir o caudal de água consumido, muito pouco tem sido feito quanto à evolução tecnológica das cabeças de chuveiro. É nesse contexto que se insere a presente dissertação onde, em vez de um modelo convencional baseado em jatos, se explora uma estratégia com base na atomização de líquidos, focando-se, nomeadamente, num dos fatores essenciais na caracterização de uma boa experiência de duche: o conforto térmico. Assim, neste estudo, é quantificada a transferência de calor de um spray de gotas ao longo da sua trajetória, aferindo o seu desempenho térmico, de modo a verificar se este representa uma boa alternativa à estratégia usada em chuveiros convencionais, quer em termos de gradiente térmico, quer em termos da energia gasta para o aquecimento de água. Para isso, construiu-se uma instalação experi- mental que permite medir a temperatura da água em diversas distâncias a partir do atomizador entre 0.03m e 0.63m. A gama de temperaturas à saída do atomi- zador estudadas está entre os 40 o C e os 60 o C e o caudal volumétrico foi fixado em 3.9l/min. As experiências realizadas permitiram analisar o efeito da temperatura inicial, à saída do atomizador no gradiente térmico, e a distribuição de tempera- tura num perfil radial, bem como comparar o consumo de energia associado com outros sistemas convencionais. Os resultados obtidos durante as experiências permitem concluir que uma ca- beça de chuveiro que atomiza água (por via de uma atomização multijato) deve estar, preferencialmente, a uma distância de 0.33m do corpo, visto que nesse plano se atinge o conforto térmico e a partir desse valor a transferência de calor esta- biliza. Por outro lado, o sistema de aquecimento deverá fornecer água a uma temperatura de, aproximadamente, 48 o C, pois a distribuição da temperatura da água é mais uniforme e, à distância de 0.33m, a água aproxima-se da temperatura de conforto térmico de 41 o C, reportada na literatura. A análise do consumo de energia associado à transferência de calor num chuveiro constituído por um spray multijato indica que, embora utilize o mesmo caudal volúmico que o sistema con- vencional mais económico, o gasto de energia é menor. Por outro lado, embora o gradiente térmico seja mais acentuado do que num sistema convencional baseado em jatos de água, tal não afeta o desempenho térmico do sistema baseado numa atomização de líquidos.One of the most relevant components of domestic water consumption is the volume spent during a shower. However, while several strategies have been deve- loped in order to restrict the water flow rate consumed, very little has been made on the technological evolution of showerheads. It is within the referred context that this dissertation is developed. Instead of a conventional strategy based on jets, one based on liquid atomization is explored by focusing on one of the essential factors for the characterisation of a good shower experience: the thermal comfort. In this study, the heat transfer of a spray, in its dispersion pattern, is quantified, in order to assess its thermal performance and verify if this represents or not an alternative to the conventional strategy used in showers. Namely, the analysis focus on the thermal gradient, and the implication of reducing the water flow rate in the energy used for water heating. Thus, an experimental facility has been built to measure the water temperature at several distances from the atomizer (0.03 − 0.63m) considering as well a range of water temperatures considered at the showerhead exit is between 40 o C and 60 o C, and the water flow rate is fixed at 3.9l/min. The experiments performed allowed analysing the effect of the water exit temperature on the thermal gradient, temperature distribution within a radial profile, as well as compare the energy consumption with other more conventional systems. The results gathered from the experiments allow concluding that a water ato- mizing showerhead (through a multijet atomization) should impinge on the body at an average distance of 0.33m to provide a good thermal comfort, since heat transfer stabilises below that plane. On the other hand, the heating system should supply water at, approximately, 48 o C, given the more uniform temperature distri- bution and, at the distance of 0.33m, water approaches the temperature of thermal comfort reportedly known from the literature as being 41 o C. Moreover, the analysis on the energy consumption associated with heating water in a shower made of a multijet spray indicates that, while using the same flow rate as the most economic conventional system, the energy consumed is lower. However, while the thermal gradient is expected to be larger than other systems based on water jets, this should not affect the thermal performance of a shower based on liquid atomization.2015-09-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/39011http://hdl.handle.net/10316/39011TID:201665336engSousa, Mariana Salgado Costa einfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-02-15T09:12:20Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/39011Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:59:09.661259Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveiros
Thermal performance of multi-jet atomization applied to showers
title Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveiros
spellingShingle Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveiros
Sousa, Mariana Salgado Costa e
Transmissão de calor
spray multijato
chuveiro
desempenho térmico
conforto térmico
experiência de um chuveiro
title_short Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveiros
title_full Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveiros
title_fullStr Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveiros
title_full_unstemmed Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveiros
title_sort Desempenho térmico de sprays multijato aplicados a chuveiros
author Sousa, Mariana Salgado Costa e
author_facet Sousa, Mariana Salgado Costa e
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Sousa, Mariana Salgado Costa e
dc.subject.por.fl_str_mv Transmissão de calor
spray multijato
chuveiro
desempenho térmico
conforto térmico
experiência de um chuveiro
topic Transmissão de calor
spray multijato
chuveiro
desempenho térmico
conforto térmico
experiência de um chuveiro
description Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-09-18
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10316/39011
http://hdl.handle.net/10316/39011
TID:201665336
url http://hdl.handle.net/10316/39011
identifier_str_mv TID:201665336
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799133883021656064

Registros relacionados