Análise da indução de fluxo de ar por convecção livre em chaminé solar

Experiments were performed to study the effect of surface properties of a vertical channel heated by a source of thermal radiation to induce air flow through convection. Two channels (solar chimney prototype) were built with glass plates, forming a structure of truncated pyramidal geometry. We considered two surface finishes: transparent and opaque. Each stack was mounted on a base of thermal energy absorber with a central opening for passage of air, and subjected to heating by a radiant source comprises a bank of incandescent bulbs and were performed field tests. Thermocouples were fixed on the bases and on the walls of chimneys and then connected to a data acquisition system in computer. The air flow within the chimney, the speed and temperature were measured using a hot wire anemometer. Five experiments were performed for each stack in which convective flows were recorded with values ranging from 17 m³ / h and 22 m³ / h and air flow velocities ranging from 0.38 m / s and 0.56 m / s for the laboratory tests and air velocities between 0.6 m/s and 1.1m/s and convective airflows between 650 m³/h and 1150 m³/h for the field tests. The test data were compared to those obtained by semi-empirical equations, which are valid for air flow induced into channels and simulated data from 1st Thermodynamics equation. It was found that the chimney with transparent walls induced more intense convective flows than the chimney with matte finish. Based on the results obtained can be proposed for the implementation of prototype to exhaust fumes, mists, gases, vapors, mists and dusts in industrial environments, to help promote ventilation and air renewal in built environments and for drying materials, fruits and seeds

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Estudou-se o efeito do acabamento da superfície de um canal vertical aquecido por uma fonte de radiação térmica na indução de fluxo de ar por convecção livre. Dois canais (protótipos de chaminé solar) foram construídos com placas de vidro, compondo uma estrutura de geometria tronco-piramidal. Consideraram-se dois acabamentos de superfície: transparente e opaco. Cada chaminé foi montada sobre uma base absorvedora de energia térmica, com uma abertura central para passagem de ar, e submetidas a aquecimento por meio de uma fonte radiante composta por um banco de lâmpadas incandescentes e foram feitos ensaios em campo. Termopares foram fixados nas bases absorvedoras e nas paredes das chaminés e, em seguida, conectados a um sistema de aquisição de dados por computador. O fluxo de ar no interior da chaminé, sua velocidade e temperatura foram medidos utilizando-se um anemômetro de fio quente. Realizaram-se cinco ensaios para cada chaminé, nos quais foram registrados fluxos convectivos com valores variando entre 17 m³/h e 22 m³/h e velocidades de escoamento de ar variando entre 0,38 m/s e 0,56 m/s para os ensaios em laboratório e velocidades entre 0,6 m/s e 1,1 m/s e fluxos de ar variando entre 650 m³/h e 1150 m³/h para os ensaios em campo. Os dados dos ensaios foram comparados àqueles obtidos por meio de equações semi-empíricas, válidas para escoamento de ar induzido em canais e com dados obtidos através da 1ª lei da Termodinâmica. Constatou-se que a chaminé com paredes transparentes induziu fluxos convectivos mais intensos que a chaminé com acabamento opaco. Com base nos resultados obtidos pode-se propor a aplicação do protótipo para exaustão de fumos, névoas, gases, vapores, poeiras e neblinas em ambientes industriais, para auxiliar na promoção de ventilação e renovação de ar em ambientes construídos e para secagem de materiais, frutas e sementes