Estudo numérico e experimental de conforto térmico em cabine de ônibus

• Autor(a) principal: Vidor, Bruno Vinícius
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)
• Texto Completo: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/9960
• topic: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica; CFD; Conforto térmico; Ensaio experimental; Ônibus; Simulação numérica; Bus; Experimental measurement; Numerical simulation; Thermal comfort

A pesquisa em torno do conforto térmico é motivada pela melhoria da qualidade de vida, segurança para atividades que exijam atenção, eficiência energética, diferencial competitivo para a indústria, e diversas atividades em que o ser humano está inserido. A Dinâmica dos fluidos computacional (CFD) pode ser utilizada para aperfeiçoar as geometrias e condições de operação de sistemas a fim de melhorar o conforto térmico e contribuir com o avanço da ciência e da tecnologia. O presente trabalho apresenta um estudo numérico e experimental do conforto térmico de uma cabine de motorista de ônibus, visando validar a implementação numérica como método de análise e aprimoramento deste tipo de sistema. Na primeira parte, este trabalho apresenta uma revisão da literatura, que demonstra como o conforto térmico vem sendo abordado associado às técnicas de CFD. Na segunda parte, propõe-se investigar, através de métodos numéricos e experimentais, o escoamento de ar, suas velocidades e temperaturas, no ambiente de uma cabine de motorista de ônibus, a fim de relacionálos ao conforto térmico neste ambiente. Foi utilizado um código comercial de CFD baseado no método de volumes finitos, e foram comparados os resultados com medições experimentais. A validação permitiu definir as boas práticas de modelagem para o sistema em questão. A determinação dos índices de conforto térmico (PMVPPD) e os campos de temperaturas e velocidades do ar permitiram que fossem elaboradas recomendações voltadas ao maior conforto térmico para o projeto de cabines de ônibus. O modelo numérico desenvolvido apresentou bons resultados observando as comparações com as medições experimentais. A diferença absoluta média obtida para a temperatura foi de 0,8 °C enquanto para a velocidade do ar foi de 0,04 m/s. Através dos resultados numéricos, os índices PMV-PPD demonstram que 92,33% dos indivíduos iriam se sentir confortáveis com o ambiente, o que representa um índice PMV de -0,3582. Os resultados experimentais de temperatura e velocidade do ar médias demonstram que 93,27% iriam se sentir confortáveis com o ambiente, o que representa um índice PMV de -0,2882. A metodologia adotada para avaliação do conforto térmico através das simulações numéricas permite proporcionar ambientes confortáveis aos seres humanos através do estudo de melhorias em diferentes projetos.