Estudo de um coletor solar para aquecimento de água com grade absorvedora em duas configurações: com e sem aletas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cavalcante, Rafael Leandro de Paiva
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53791
Resumo: Este trabalho de conclusão de curso teve como objetivo principal analisar o aquecimento de água por um coletor solar em diferentes vazões e configurações. O experimento foi realizado no Laboratório de Máquinas Hidráulicas e Energia Solar (LMHES) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), utilizando um coletor solar de água com fluxo forçado. Inicialmente, foram revisados conceitos teóricos relacionados à energia solar, transferência de calor e sistemas de aquecimento de água. Essa revisão permitiu embasar o projeto experimental e identificar os principais parâmetros a serem analisados. O coletor solar de água utilizado no experimento é constituído de serpentina absorvedora de cobre com tubos em paralelo interligados a dois tubos laterais. O coletor é um modelo usual convencional do tipo placa plana. O regime de operação utilizado em fluxo contínuo. Foram conduzidos testes em um coletor solar com duas configurações: uma com os tubos absorvedores recobertos com aletas de alumínio pintadas de preto fosco e outra sem aletas nos tubos de cobre. Essa comparação permitiu avaliar o desempenho dos dois modelos. Diferentes vazões de água foram utilizadas nos testes para analisar o desempenho do coletor em condições variadas. Os ensaios realizados com o coletor solar em questão apresentaram dados que caracterizam suas propriedades e demonstram sua viabilidade para utilização, devido ao seu bom desempenho térmico. Esses dados ressaltam a eficiência do coletor em captar e transferir calor, comprovando sua capacidade de aquecer a água de forma eficaz e sustentável.
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O experimento foi realizado no Laboratório de Máquinas Hidráulicas e Energia Solar (LMHES) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), utilizando um coletor solar de água com fluxo forçado. Inicialmente, foram revisados conceitos teóricos relacionados à energia solar, transferência de calor e sistemas de aquecimento de água. Essa revisão permitiu embasar o projeto experimental e identificar os principais parâmetros a serem analisados. O coletor solar de água utilizado no experimento é constituído de serpentina absorvedora de cobre com tubos em paralelo interligados a dois tubos laterais. O coletor é um modelo usual convencional do tipo placa plana. O regime de operação utilizado em fluxo contínuo. Foram conduzidos testes em um coletor solar com duas configurações: uma com os tubos absorvedores recobertos com aletas de alumínio pintadas de preto fosco e outra sem aletas nos tubos de cobre. Essa comparação permitiu avaliar o desempenho dos dois modelos. Diferentes vazões de água foram utilizadas nos testes para analisar o desempenho do coletor em condições variadas. Os ensaios realizados com o coletor solar em questão apresentaram dados que caracterizam suas propriedades e demonstram sua viabilidade para utilização, devido ao seu bom desempenho térmico. Esses dados ressaltam a eficiência do coletor em captar e transferir calor, comprovando sua capacidade de aquecer a água de forma eficaz e sustentável.This course conclusion work had as main objective to analyze the heating of water by a solar collector in different flows and configurations. The experiment was carried out at the Laboratory of Hydraulic Machines and Solar Energy (LMHES) of the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN), using a solar water collector with forced flow. Initially, theoretical concepts related to solar energy, heat transfer and water heating systems were reviewed. This review supported the experimental design and identified the main parameters to be analyzed. The solar water collector used in the experiment consists of a copper absorber coil with parallel tubes connected to two lateral tubes. The collector is a usual conventional flat plate type model. The operating regime used in continuous flow. Tests were conducted on a solar collector with two configurations: one with the absorber tubes covered with matte black painted aluminum fins and the other without fins on the copper tubes. This comparison allowed evaluating the performance of the two models. Different water flows were used in the tests to analyze the performance of the collector under different conditions. The tests carried out with the solar collector in question presented data that characterize its properties and demonstrate its viability for use, due to its good thermal performance. These data highlight the efficiency of the collector in capturing and transferring heat, proving its ability to heat water efficiently and sustainably.Universidade Federal do Rio Grande do NorteEngenharia MecânicaUFRNBrasilEngenharia MecânicaAttribution-ShareAlike 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessColetor solarEnergia solarAquecimento de águaAletasSolar collectorSolar energyWater heatingEstudo de um coletor solar para aquecimento de água com grade absorvedora em duas configurações: com e sem aletasStudy of a solar collector for water heating with grid absorber in two configurations: with and without finsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALColetorSolar__Rafael__2023.pdfColetorSolar__Rafael__2023.pdfESTUDO DE UM COLETOR SOLAR PARA AQUECIMENTO DE ÁGUA COM GRADE ABSORVEDORA EM DUAS CONFIGURAÇÕES: COM E SEM ALETASapplication/pdf3475307https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/53791/1/ColetorSolar__Rafael__2023.pdf3efc49ea2189d8e2b7cb528cd5cdca51MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81031https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/53791/2/license_rdf9b85e4235558a2887c2be3998124b615MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/53791/3/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD53123456789/537912023-07-19 14:05:13.176oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-07-19T17:05:13Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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