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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Análise exergética do sistema térmico do corpo humano para avaliação de conforto térmico
Title Alternative: Exergy analysis assessment of the human body thermal system to evaluate thermal comfort
Author: Ribeiro, Thatiana Jéssica da Silva, 1992-
Advisor: Mady, Carlos Eduardo Keutenedjian, 1984-
Abstract: Resumo: A aplicação de conceitos termodinâmicos em sistemas biológicos, como o corpo humano, tem sido amplamente utilizada como forma de possibilitar um melhor entendimento acerca de seu funcionamento. Do ponto de vista da Primeira Lei da Termodinâmica, é inferido que toda energia gerada no corpo humano deve ser conservada. Entretanto, o funcionamento do corpo humano ocorre devido a um conjunto de processos que inevitavelmente apresentam irreversibilidades, portanto uma certa quantidade de entropia é sempre gerada. Dessa forma, para promover a avaliação de um sistema como o corpo humano é muito importante que sejam utilizados os conceitos da Primeira Lei da Termodinâmica conjuntamente com a Segunda Lei da Termodinâmica, gerando portanto a análise exergética. Diversos modelos representativos do corpo humano têm sido desenvolvidos e a análise exergética aplicadas à esses modelos possibilitam a avaliação da qualidade dos processos de conversão de energia que acontecem nele. A análise exergética do corpo humano considera não só os fenômenos fisiológicos, como também as interações entre o corpo humano e o ambiente. Portanto os parâmetros ambientais podem ser analisados e intervenções no ambiente podem ser propostas de forma a considerar o conforto térmico dos seus ocupantes, que por sua vez tende a afetar o seu desempenho. Nesse estudo, a análise exergética foi aplicada ao corpo humano utilizando três métodos disponíveis na literatura. Os indicadores de conforto térmico foram obtidos e então analisados em relação ao conforto térmico. A influência dos parâmetros ambientais, como por exemplo, a temperatura e umidade relativa do ar, nesses parâmetros foram também analisadas. Além disso, um novo parâmetro ambiental foi implementado ao modelo computacional utilizado: a velocidade do ar. Esse parâmetro afeta diretamente o cálculo do coeficiente convectivo de transferência de calor, que afeta a analise exergética como um todo. Foi observado que métodos de análise exergética que têm sido amplamente utilizados em análises de conforto térmico podem não estar descrevendo os fenômenos precisamente. Por exemplo, a taxa de exergia destruída obtida quando o método de Shukuya et al. (2010) é utilizado, é pelo ao menos uma ordem de grandeza superior ao calculado utilizando-se os outros dois métodos

Abstract: The use of Thermodynamics concepts on biological systems, such as the human body, have been widely carried out in order to promote a better understanding of its functioning. From the First Law standpoint, one can infer that the energy produced within the body is always conserved. However, the functioning of the human body occurs due to a set of processes that intrinsically present irreversibilities and therefore a certain amount of entropy is always generated. Thus, in order to promote the evaluation of a system such as the human body, it is very important that the concepts of the First Law of Thermodynamics be used jointly with the Second Law of Thermodynamics, generating the exergy analysis. Several models representative of the human body have been developed and, by applying the exergy analysis to these models, it is possible to evaluate the quality of the energy conversion processes that take place within the body. The exergy analysis of the human body takes into account not only the physiological phenomena, but also the interactions between the human body and the environment. Hence, environmental parameters can be analyzed and interventions in the indoor environment can be proposed in order to consider the thermal comfort of its occupants, which consequently tends to affect their performance. In this study exergy analysis was applied to the human body using three different methods available in the literature. Thermal comfort indexes were obtained and then analyzed regarding the thermal comfort. The influence of environmental parameters, such as the temperature and relative humidity, in these parameters were also analyzed. Furthermore, a new parameter was implemented in the computational model that was used: the air velocity. This parameter affects directly the convective heat transfer coefficient evaluation, which affects the exergy analysis. It was observed that methods which have been widely used in thermal comfort analyses might not be describing the phenomena accurately. For instance, the destroyed exergy rate obtained using the method described on Shukuya et al. (2010) is of at least one order of magnitude higher than what was obtained using the other two methods
Subject: Exergia
Sistemas biológicos
Corpo humano
Conforto térmico
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: RIBEIRO, Thatiana Jéssica da Silva. Análise exergética do sistema térmico do corpo humano para avaliação de conforto térmico. 2018. 1 recurso online (150 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331322>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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