AperfeiÃoamento Experimental de um Tubo de VÃrtice para Acionamento por Sistema Solar Fotovoltaico

• Main Author: Thales Silva Ximenes de AragÃo
• Other Authors: Paulo Alexandre Costa Rocha
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal do Cearà 2016
• Subjects: Tubo de vÃrtice; refrigeraÃÃo; energia solar; Vortex pipe; refrigeration; solar energy; ENGENHARIA MECANICA
• Online Access: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=19011

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior === O presente trabalho buscou a determinaÃÃo de parÃmatros Ãtimos - como pressÃo e fraÃÃo de massa fria - para tubos de vÃrtice, visando o melhor desempnho termodinÃmico. As principais variÃveis de entrada estudadas fromas a pressÃo (1a 6 bar) e fraÃaà de massa fria, em torno de 40%, assim como o nÃmero de entradas da cÃmara de vÃrtice, com 4 e 6. As fraÃÃes de massa fria se apresentaram mais eficientes entre os valores de 40 e 50%. A anÃlise realizada usou um tube de vÃrtice que possibilitava um trabalho conjunto com um compressor de 7,5hp. Instrumentos de mediÃÃo foram utilizados para a obtenÃÃo dos dados experimentais. SÃo eles: um rotÃmatro com grande capacidade de mediÃÃo de fluxo de ar e uma sÃrie de termopares para mediÃÃes de temperaturas em diferentes pontos do circuito, como a entrada da cÃmara de vÃrtice e as saÃdas quente e fria do tubo. Os experimentos revelaram que o coeficiente de performance (definido como a razÃo entre o trabalho de compressÃo do ar e a variaÃÃo de entalpia deste entre a entrada do tubo e a saÃda fria) foi saifatÃrio, atingindo Ãndices de 0,12. A melhor configuraÃÃo apresentada foi com um tubo de vÃrtice trabalhando a pressÃo de 6 bar, com uma cÃmara de geraÃÃo de vÃrtice possuindo 4 entradas. A eficiÃncia em termos de energia - determinada como a razÃo entre a exergia das massas de ar na saÃda do tubo e a exergia da massa de ar na entrada deste - tambÃm foi estudadas e calculada, apresentando valores de 2% para os pontos mais eficientes. os valores desta eficiÃncia apresentaram pouca variaÃÃo em relaÃÃo à variaÃÃo de pressÃo. Nos trabalhos analÃticos, foram realizados o dimensionamento e a escolha de um arranjo fotovoltaico capaz de alimentar o sistema de geraÃÃo de energia, composto de 8 unidades de painÃis fotovoltaicos trabalhando em paralelo. === This work wanted to determine the optimum parameters - like pressure and cold mass fraction - to vortex pipes, in order to find out the best thermodynamic performance. The main inlet variables studied were the pressure - from 1 to 6 bar - and the cold mass fraction, around 40% as well as hte number of inlets on the vortex chamber, with 4 and 6 inlets. The cold mass fraction presented more efficient between 40 and 50%. This analysis used a vortex tube that enabled to work together with a 7,5hp compressor. Measurement instruments were used to obtain the experimental data. They are a rotameter capable of measure 400 standard cubic feet per hour and several termocouples, as in the inlet of the vortex chamber and the cold and hot outlet. The experiments revealed that the coefficient of performance (defined as the ratio between the air compression work and the enthalpy variation between the inlet of the chamber and the cold outlet) was satisfactory, reaching levels of 0,12. The best configuration presented used a vortex pipe working at 6 bar, with a vortex chamber with 4 inlets. The exergy efficiency - determined as the ratio between the exergy of tme mass in the both outlets and the exergy in the inlet - was also studied and calculated, resenting values of 2% in the most efficient points. The values of this efficiency presented little variation compared to the present variation. In the analytical works, it was done the dimensioning and the choice of a photovoltaic assemby, capable of feed the energy generation system, made of 8 units of photovoltaic panels working in parallel.