Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/255740
Type: TESE
Title: Modelagem e simulação de um sistema de refrigeração por adsorção para produção de gelo, utilizando energias alternativas
Author: Oliveira, Rogerio Gomes de
Advisor: Silveira Júnior, Vivaldo, 1962-
Junior, Vivaldo Silveira
Abstract: Resumo: Muitos pesquisadores estão empenhados em encontrar alternativas para os refrigeradores convencionais, que além de consumirem energia elétrica, geralmente utilizam refrigerantes poluentes como os CFCs, que destroem a camada de ozônio. Neste trabalho, propôs-se a modelar e simular, dinamicamente, um sistema produtor de gelo por adsorção/dessorção de amónia em carvão ativado, que pudesse utilizar fontes de energia de diferentes origens, tais como radiação solar ou energia térmica, proveniente da combustão de combustíveis fósseis, de biomassa ou resíduos térmicos. Para utilizar estas energias, um fluído térmico troca calor com uma fonte energética e o transfere para um reator, contendo carvão ativado e amónia, na etapa de aquecimento (dessorção). O mesmo fluído térmico, a temperaturas mais baixas, é usado na etapa de resfriamento do reator (adsorção). A modelagem matemática do sistema é constituída pelas equações de estado do leito, segundo teoria de adsorção por preenchimento de volume e pelas equações de balanço de massa e energia, nas diferentes etapas do processo. Foi utilizado o programa MATLAB 4.2 para resolver as equações diferencias, integrais e integro-diferenciais obtidas na modelagem, com o método das diferenças finitas,. Avaliou-se através de planejamento fatorial do tipo Plackett-Burman e planejamento fatorial completo, a influência da mudança das variáveis de um nível inferior até um nível superior, no COP, na potência de refrigeração relativa e no tempo de processo, além do que, aplicou-se um estudo de sensibilidade, para verificar variação dessas respostas em relação a uma condição padrão. Pode-se concluir que para obter bons valores de potência de refrigeração relativa e produção diária de gelo, o reator deve ter uma espessura de cerca de 2 cm. Temperaturas acima de 25 °C pioram o coeficiente de performance do sistema, a potência de refrigeração relativa e a produção de gelo. Nas condições de operação de referência conseguiu-se 4 ciclos frigoríficos por dia com produção de gelo diária de aproximadamente 300 g de gelo por kg de adsorvente, enquanto o ciclo modificado produziu aproximadamente 350 g de gelo por kg de adsorvente

Abstract: Many reserchers are involved in finding alternatives for the house refrigerators, that use eletrical energy and pollutant refrigerants, like the CFCs, that damage the ozone layer. This work intends to model and simulate dinamically an ice production system using adsorption/dessorption of ammonia on activated charcoal, that can use thermal energy from different sources, like solar radiation, oil fuels and biomass. To use this energy, a thermic fluid exchanges heat with the energy source and transfers this energy to a reactor that contains activated charcoal and ammonia, in the heating phase (dessorption). In the cooling phase (adsorption), we use this same thermic fluid, but at a lower temperature. The mathematical simulation uses the state equation for the charcoal/ammonia bed, according to the adsorption theory of bulk filling, and heat and mass balance equations, for each part of the system. The software MATLAB 4.2 was used to solve the differential and integro differential equations developed during the modelling of the sistem, in terms of the finite difference method. Using the Plackett-Burman fractional experimental design and a complete fractional experimental design, we could assess in our interested answers, the influence of the changing differents variables from a lower level to a higher level on the response of interest. A sensibility test was applied to some variable to help us to identify which responseis more sensitive to a variable change. With the result from all tests, we could find best refrigerator conditions to produce ice in the shortest time. To be able to get good values of especific cooling power and daily ice production, the thickness of the adsorbent/dessorbent bed must be about 0,8 inch Temperatures above 25 °C put down the coeficient of performance, the especific cooling power and the daily ice production. At the standard operations conditions, the ice can be produced 4 times per day with a daily production of 0,3 lb per lb of adsorbent while the modified process produced about 0,3 5 lb per lb of adsorbent
Subject: Adsorção
Refrigeração
Energia - Fontes alternativas
Planejamento experimental
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1999
Appears in Collections:FEA - Dissertação e Tese

Files in This Item:
File SizeFormat 
Oliveira_RogerioGomesde_M.pdf12.44 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.