Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Gabriela Soares
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37168
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.83
Resumo: This work experimentally approaches the use of graphene nanofluids in distilled water in flat plate solar collectors. The evaluated nanofluids were produced in volumetric concentrations of 5 ppm, 10 ppm and 20 ppm. An experimental bench was built and instrumented with three solar collectors for heating water operating under the conditions: traditional flat plate collector, collector without absorber plate and using nanofluid as an absorption medium, and collector with absorber plate and using nanofluid. The tests were carried out in three stages, evaluating each concentration to sun exposure for 5 consecutive days. The results showed higher outlet temperatures and temperature variation in the joint action condition absorber plate and nanofluid, ensuring an increase in temperature variation of up to 8.44% compared to the traditional collector. For this collector, using the nanofluid at a concentration of 5 ppm, the highest efficiency was verified, with a maximum of 45.10%, the other concentrations did not prove to be advantageous in relation to the traditional collector. The condition using only the nanofluid did not show gains in relation to the traditional collector, thus indicating that removing the absorber plate to replace it with the nanofluid was not viable. Considering the stability assessment, its decrease was identified with increasing concentration, obtaining in this study the 20 ppm nanofluid with the worst stability, by visual inspection, noting the greater formation and deposition of nanoparticle agglomerates, in addition to the absorbance results showing reduction of up to 96.32% after exposure to solar radiation, compared to the initial sample.
id UFU_c0ae185c917788caecca0291d8db8424
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/37168
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destiladaPerformance evaluation of solar collectors using graphene nanofluids in distilled waternanofluidosnanofluidscoletor solarsolar collectorgrafenographeneCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAEngenharia mecânicaDinâmica dos fluidosColetores solaresThis work experimentally approaches the use of graphene nanofluids in distilled water in flat plate solar collectors. The evaluated nanofluids were produced in volumetric concentrations of 5 ppm, 10 ppm and 20 ppm. An experimental bench was built and instrumented with three solar collectors for heating water operating under the conditions: traditional flat plate collector, collector without absorber plate and using nanofluid as an absorption medium, and collector with absorber plate and using nanofluid. The tests were carried out in three stages, evaluating each concentration to sun exposure for 5 consecutive days. The results showed higher outlet temperatures and temperature variation in the joint action condition absorber plate and nanofluid, ensuring an increase in temperature variation of up to 8.44% compared to the traditional collector. For this collector, using the nanofluid at a concentration of 5 ppm, the highest efficiency was verified, with a maximum of 45.10%, the other concentrations did not prove to be advantageous in relation to the traditional collector. The condition using only the nanofluid did not show gains in relation to the traditional collector, thus indicating that removing the absorber plate to replace it with the nanofluid was not viable. Considering the stability assessment, its decrease was identified with increasing concentration, obtaining in this study the 20 ppm nanofluid with the worst stability, by visual inspection, noting the greater formation and deposition of nanoparticle agglomerates, in addition to the absorbance results showing reduction of up to 96.32% after exposure to solar radiation, compared to the initial sample.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)O presente trabalho aborda experimentalmente o uso de nanofluidos de grafeno em água destilada em coletores solares de placa plana. Os nanofluidos avaliados foram produzidos nas concentrações volumétricas de 5 ppm, 10 ppm e 20 ppm. Foi construída e instrumentada uma bancada experimental com três coletores solares para aquecimento de água atuando nas condições: coletor de placa plana tradicional, coletor sem placa absorvedora e com uso de nanofluido como meio de absorção, e coletor com placa absorvedora e com uso de nanofluido. Os testes foram realizados em três etapas avaliando cada concentração à exposição solar por 5 dias consecutivos. Os resultados mostraram maiores temperaturas de saída e de variação de temperatura na condição de ação conjunta placa absorvedora e nanofluido, garantindo um aumento na variação de temperatura de até 8,44 % em comparação ao coletor tradicional. Para este coletor, utilizando o nanofluido na concentração de 5 ppm, foi verificada a maior eficiência, com máximo de 45,10%, as demais concentrações não mostraram-se vantajosas em relação ao coletor tradicional. A condição com uso apenas do nanofluido não apresentou ganhos em relação ao coletor tradicional, indicando dessa forma que a remoção da placa absorvedora para substituição pelo nanofluido não foi viável. Considerando a avaliação da estabilidade foi identificada sua diminuição com o aumento da concentração, obtendo neste estudo o nanofluido de 20 ppm com pior estabilidade, por inspeção visual, notando-se a maior formação e deposição de aglomerados de nanopartículas, além dos resultados de absorbância mostrarem redução de até 96,32 % após exposição à radiação solar, em comparação a amostra inicial.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaBandarra Filho, Enio Pedonehttp://lattes.cnpq.br/8157552858330455Carvalho, Solidônio Rodrigues dehttp://lattes.cnpq.br/8943889945992814Moreira, José Roberto Simõeshttp://lattes.cnpq.br/2457667975987644Santos, Gabriela Soares2023-02-13T12:13:56Z2023-02-13T12:13:56Z2023-02-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSANTOS, Gabriela Soares. Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada. 2023. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.83https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37168http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.83porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2023-02-14T06:18:38Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/37168Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2023-02-14T06:18:38Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada
Performance evaluation of solar collectors using graphene nanofluids in distilled water
title Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada
spellingShingle Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada
Santos, Gabriela Soares
nanofluidos
nanofluids
coletor solar
solar collector
grafeno
graphene
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Engenharia mecânica
Dinâmica dos fluidos
Coletores solares
title_short Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada
title_full Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada
title_fullStr Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada
title_full_unstemmed Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada
title_sort Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada
author Santos, Gabriela Soares
author_facet Santos, Gabriela Soares
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Bandarra Filho, Enio Pedone
http://lattes.cnpq.br/8157552858330455
Carvalho, Solidônio Rodrigues de
http://lattes.cnpq.br/8943889945992814
Moreira, José Roberto Simões
http://lattes.cnpq.br/2457667975987644
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Gabriela Soares
dc.subject.por.fl_str_mv nanofluidos
nanofluids
coletor solar
solar collector
grafeno
graphene
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Engenharia mecânica
Dinâmica dos fluidos
Coletores solares
topic nanofluidos
nanofluids
coletor solar
solar collector
grafeno
graphene
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Engenharia mecânica
Dinâmica dos fluidos
Coletores solares
description This work experimentally approaches the use of graphene nanofluids in distilled water in flat plate solar collectors. The evaluated nanofluids were produced in volumetric concentrations of 5 ppm, 10 ppm and 20 ppm. An experimental bench was built and instrumented with three solar collectors for heating water operating under the conditions: traditional flat plate collector, collector without absorber plate and using nanofluid as an absorption medium, and collector with absorber plate and using nanofluid. The tests were carried out in three stages, evaluating each concentration to sun exposure for 5 consecutive days. The results showed higher outlet temperatures and temperature variation in the joint action condition absorber plate and nanofluid, ensuring an increase in temperature variation of up to 8.44% compared to the traditional collector. For this collector, using the nanofluid at a concentration of 5 ppm, the highest efficiency was verified, with a maximum of 45.10%, the other concentrations did not prove to be advantageous in relation to the traditional collector. The condition using only the nanofluid did not show gains in relation to the traditional collector, thus indicating that removing the absorber plate to replace it with the nanofluid was not viable. Considering the stability assessment, its decrease was identified with increasing concentration, obtaining in this study the 20 ppm nanofluid with the worst stability, by visual inspection, noting the greater formation and deposition of nanoparticle agglomerates, in addition to the absorbance results showing reduction of up to 96.32% after exposure to solar radiation, compared to the initial sample.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-02-13T12:13:56Z
2023-02-13T12:13:56Z
2023-02-07
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 SANTOS, Gabriela Soares. Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada. 2023. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.83
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37168
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.83
identifier_str_mv SANTOS, Gabriela Soares. Avaliação do desempenho de coletores solares utilizando nanofluidos de grafeno em água destilada. 2023. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.83
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37168
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.83
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1805569645143392256