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Title: Fabricação e estudo de um coletor solar não convencional: uma alternativa para aquecimento da água utilizada no Tratamento Hidrossanitário Térmico da Manga (THT)
Other Titles: Production and study of na unconvencional solar collector: an alternative for heating the water used in the thermal water treatment of mango (THT)
Authors: Santos, Marcos Vinícius Sousa dos
Keywords: Energia solar;Coletor solar;Aquecimento de água;Tratamento hidrotérmico hidrossanitário;Manga
Issue Date: 11-Jan-2019
Citation: SANTOS, Marcos Vinícius Sousa dos. Fabricação e estudo de um coletor solar não convencional: uma alternativa para aquecimento da água utilizada no Tratamento Hidrossanitário Térmico da Manga (THT). 2019. 63f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: No nordeste brasileiro, a manga é cultivada em vários estados. Barreiras fitossanitárias são impostas à fruta destinada ao mercado internacional, sendo a imersão em tanques com água a 46,1ºC recomendada na solução de dois problemas típicos: a antracnose e a eliminação da mosca da fruta. Os níveis de temperatura requeridos para o tratamento térmico da manga e as excelentes condições climáticas locais apontam para a viabilidade técnica do uso do aquecimento solar em substituição de grande parte do GLP consumido. Para estudo de viabilidade de aplicação no aquecimento da água utilizada no processo de tratamento hidrossanitário térmico (THT) da manga, esse trabalho tem por objetivo a fabricação de um coletor solar multitubo, trabalhando em regime de fluxo contínuo, com serpentina absorvedora formada por tubos de PVC ligados em série, dispostos em forma labirinto sobre chapa absorvedora de alumínio e conectado a uma fonte alimentadora de água fria. O sistema foi ensaiado para o diagnóstico de seu desempenho térmico e levantamento dos parâmetros necessários para sua caracterização. Para um período de 9:00 às 16:00 horas, foram coletadas periodicamente as temperaturas em pontos internos e externos ao coletor; as temperaturas de entrada e saída do fluxo de água para variadas vazões (60l/h,80 l/h, 100l/h) em regime permanente e a radiação solar global ao longo do período de realização dos ensaios. Calculou-se o coeficiente global de perdas e o rendimento térmico do coletor. Para estimativa da demanda de energia térmica, simulou-se as condições esperadas no período de safra e então avaliou-se as características técnicas para inserção dos coletores no sistema de aquecimento. Foi demonstrada a viabilidade térmica do sistema de aquecimento para o tratamento hidrossanitário térmico (THT) da manga proposto, com resultados mais expressivos para a vazão de 60 l/hora para a área estudada. Para resultados mais viáveis para os outros níveis de vazão estudados, 80 e 100 l/hora, poder-se-ia aumentar a área de superfície absorvedora, plenamente viável nos campos térmico e econômico.
Abstract: In Brazilian northeast mango is grown in many states. Phytosanitary barriers are imposed on the fruit destined for the international market, being the immersion in tanks with water at 46.1ºC recommended in the solution of two typical problems: the anthracnose and the elimination of the fruit fly. The temperature levels required for the heat treatment of the mango and the excellent local climatic conditions point to the technical feasibility of using solar heating in substitution of much of the LPG (Liquified Petroleum Gas) consumed. For the feasibility study of the water heating used in the thermal hydro sanitary treatment (THST) process of the mango, this work has the objective of manufacturing a multitube solar collector, working in a continuous flow regime, with an absorber serpentine formed by PVC tubes connected in series, arranged in labyrinth shape over an aluminum absorber plate and connected to a cold water supply. The system was tested for the diagnosis of its thermal performanceand the necessary parameters for its characterization. For a period from 9:00 a.m. to 4:00 p.m., the temperatures were collected periodically at internal and external points of the collector; the inlet and outlet water temperatures for different flows (60l/h,80 l/h, 100l/h) in steady state and global solar radiation over the period of the tests. The overall loss coefficient and the thermal efficiency of the collector were calculated. In order to estimate the thermal energy demand, the expected conditions were simulated in the harvesting period and then the technical characteristics for the insertion of the collectors in the heating system were evaluated and later the technical and financial feasibility of the proposed solution and final configuration more suitable for this solar heating installation. The parameters presented by the prototype were satisfactory, they serve as basis for the study of solar heating systems in the agribusiness sector and constitute a viable alternative from a technical, constructive and financial point of view.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27124
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