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Análise de sensibilidade e otimização do desempenho termo-hidráulico de coletores solares planos para aquecimento de ar através da utilização de geradores de vórtices longitudinais

Processo: 17/06978-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2017 - 31 de janeiro de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
Pesquisador responsável:Daniel Jonas Dezan
Beneficiário:Daniel Jonas Dezan
Instituição-sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Pesq. associados: André Damiani Rocha ; Wallace Gusmão Ferreira
Assunto(s):Coletores solares  Dinâmica dos fluidos  Dinâmica dos fluidos computacional  Transferência de calor  Gerador de vórtice 

Resumo

O desempenho termo-hidráulico de um coletor solar depende da capacidade do fluido de trabalho em retirar o calor armazenado pelos coletores. Em princípio, a transferência de calor entre um fluido e uma superfície sólida é aumentada através do aumento da área de contato e/ou aumento do coeficiente de transferência de calor. O uso de superfícies modificadas e geradores de vórtices resultam no aumento da transferência de calor e perda de pressão, acarrentando em uma maior potência de bombeamento. Este projeto de pesquisa tem como objetivo investigar numericamente o desempenho termo-hidráulico de aquecedores de ar solares utilizando geradores de vórtices longitudinais (LVG) tipo delta-winglets(DWL) e rectangular-winglets(RWL). Os LVGs intensificam a transferência de calor através da geração de escoamentos secundários, sendo que esse aumento na transferência de calor é normalmente conseguido com pequenas perdas de pressão no escoamento. É sabido e muito bem consolidado que existem diversos parâmetros que influenciam o desempenho termo-hidráulico de superfícies com LVGs. Para tanto, fica evidente que a quantidade de experimentos necessários para maximizar o desempenho termo-hidráulicode coletores solares comLVGs pode ser enorme. Assim, é utilizado um modeloestatísticonão-paramétricode análise das variáveis (via método SmoothingSpline ANOVA), que avalia os efeitos principais e de interações,e um procedimento de otimização baseado em metamodelos ou modelos surrogate, para maximizar o desempenho termo-hidráulico. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DEZAN, DANIEL J.; ROCHA, ANDRE D.; SALVIANO, LEANDRO O.; FERREIRA, WALLACE G. Thermo-hydraulic optimization of a solar air heater duct with non-periodic rows of rectangular winglet pairs. Solar Energy, v. 207, p. 1172-1190, SEP 1 2020. Citações Web of Science: 0.
DEZAN, DANIEL J.; ROCHA, ANDRE D.; FERREIRA, WALLACE G. Parametric sensitivity analysis and optimisation of a solar air heater with multiple rows of longitudinal vortex generators. APPLIED ENERGY, v. 263, APR 1 2020. Citações Web of Science: 0.
DEZAN, DANIEL JONAS; YANAGIHARA, JURANDIR ITIZO; JENOVENCIO, GUILHERME; SALVIANO, LEANDRO OLIVEIRA. Parametric investigation of heat transfer enhancement and pressure loss in louvered fins with longitudinal vortex generators. INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMAL SCIENCES, v. 135, p. 533-545, JAN 2019. Citações Web of Science: 2.

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