Estudo da convecção natural no interior de cavidades para aplicação em isolamento transparente de coletor solar plano

Abstract

Atualmente a disponibilidade de energia é uma uma grande preocupação da humanidade, pois a maior porcentagem da energia consumida é oriunda da exploração de recursos naturais, como o carvão mineral, gás natural e petróleo. Neste cenário, as energias renováveis têm um papel muito importante. As hidroelétricas, biomassa, eólica, geotérmica, solar, entre outras são a solução da disponibilidade de energia para o futuro. Dentre tais energias, a energia solar merece um destaque pelo seu enorme potencial, porém muito ainda é preciso progredir para aumentar a eficiência destas fontes. Com esse intuito, este trabalho tem como foco estudar a influência na eficiência de coletores solares planos ao introduzir barreiras em sua cavidade interna, a fim de bloquear a livre circulação do ar, desta maneira, diminuindo a perda de calor pela convecção interna. Foi realizado testes experimentais com as mesmas características térmica e geométricas dos espaços de confinamento de ar. O fluxo de calor é introduzido através de resistências elétricas e acompanhamento de um controle eletrônico para garantir que a temperatura permaneça constante ao longo de toda a base (chapa de alumínio). Com a monitoração e coleta dos dados da potência elétrica dissipada e as temperaturas do volume de controle estudado, foi analizado o comportamento do coeficiente convective natural, possibilitando a análise ao variar o número de barreiras (cavidades) assim como sua inclinação, sendo possível notar uma redução do coeficiente convectivo com o uso de barreiras

Currently the availability of energy is a major concern of humanity, for the largest percentage of energy consumed comes from the exploitation of natural resources, such as coal, natural gas and oil. In this scenario, renewable energies have a very important role. Hydroelectric, biomass, wind, geothermal, solar, among others are the solution to the because of its enormous potential, however much progress is still needed to increase the efficiency of these sources. To this end, this work focuses on studying the influence on the efficiency of solar collector plans to its internal cavity in order to block the free flow of air, thus, reducing heat loss by internal convection. Experimental testing was performed with the same thermal and geometrical characteristics of the air spaces of confinement. The heat flow is introduced through electrical and accompanied by an electronic control to ensure that the resistance temperature remains constant over the entire base (aluminum plate). With monitoring and data collection of dissipated electrical power and temperature control volume studied was verified behavior of the coefficient of the film, allowing the analysis to vary the number of barriers (wells) and the slope, which was noticeable reduction convective coefficient using barriers