Desenvolvimento de um programa de simulação computacional de sistemas de aquecimento solar para água

Esta Tese apresenta uma análise do comportamento térmico de um sistema de aquecimento solar operando por termossifão. Neste tipo de sistema o fluido no coletor solar é circulado por convecção natural, que acontece devido à diferença de massa específica da água ao longo circuito. Nestes sistemas a vazão mássica varia ao longo do dia e do ano, dependendo, dentre outros fatores, da irradiância solar absorvida, do perfil de temperaturas da água no sistema, da geometria, do volume e do perfil de demanda de água quente. Para uma avaliação detalhada do comportamento térmico de aquecedores solares operando por termossifão foram realizados ensaios experimentais e cálculos teóricos. Os resultados dos experimentos concordaram com aqueles apresentados na literatura e sua análise fundamentou o desenvolvimento do aplicativo TermoSim, um programa de simulação computacional do comportamento térmico de sistemas de aquecimento de água com energia solar. O tratamento matemático adotado no TermoSim compreende a modelagem dos coletores solares de acordo com a teoria de Hottel-Bliss-Whillier. O reservatório térmico é modelado com estratificação térmica, convecção e condução entre as camadas. A vazão mássica é obtida a partir do balanço da quantidade de movimento no circuito. Os modelos matemáticos empregados na construção do aplicativo TermoSim foram validados através do confronto dos resultados simulados com medidas experimentais. Foi demonstrado que a utilização destes modelos é adequada e permite reproduzir com precisão o comportamento térmico dos coletores solares e do reservatório térmico. Além do programa TermoSim, foi também desenvolvido o programa TermoDim, que é uma ferramenta para o dimensionamento de sistemas de aquecimento solar, que requer apenas o conhecimento dos parâmetros geométricos do sistema, dados meteorológicos em média mensal e informação a respeito do volume de demanda. O TermoDim é apropriado para estimar o desempenho de aquecedores solares operando por termossifão com tanques verticais e horizontais. O método de dimensionamento do TermoDim é baseado na correlação para a eficiência média mensal obtida neste trabalho a partir de um grande número de simulações.

Projeto, construção e análise de desempenho de coletores solares alternativos utilizando garrafas pet

A solar alternative system for water heating is presented. It work on a thermosiphon, consisting of one or two alternative collectors and a water storage tank also alternative, whose main purpose is to socialize the use of energy mainly to be used by people of low income. The collectors were built from the use of pets bottles, cans of beer and soft drinks and tubes of PVC, ½ " and the thermal reservoirs from a drum of polyethylene used for storage of water and garbage placed inside cylinder of fiber glass and EPS ground between the two surfaces. Such collectors are formed by three elements: pet bottles, cans and tubes absorbers. The heating units, which form the collector contains inside the cans that can be closed, in original form or in the form of plate. The collectors have an absorber grid formed by eight absorbers PVC tube, connected through connections at T of the same material and diameter. It will be presented data of the thermal parameters which demonstrate the efficiency of the heating system proposed. Relative aspects will be boarded also the susceptibility the thermal degradation and for UV for the PVC tubes. It will be demonstrated that this alternative heating system, which has as its main feature low cost, presents thermal, economic and materials viabilities

Influência da intensidade de aeração na formação do floco de lodo ativado e na eficiência de remoção de matéria orgânica

In wastewater treatment, activated sludge systems have been a technology widely applied as secondary treatment. During this step, which has a strong biological aspect, it is necessary to introduce oxygen supply for the maintenance of metabolic activity of the bacteria through the aerators. Aeration devices are responsible for most of the energy consumption in this stage. In this background, the influence of three aeration intensities (atmospheric air flow 3.5, 7.0 and 10.5 L.min-1) and the concentration of dissolved oxygen (DO) on the dimension of activated sludge flocs as well as on the efficiency of organic matter removal were assessed using a traditional activated sludge system which was fed with synthetic domestic wastewater. Samples were taken weekly from the three units that make up the system feed, aeration and storage tank in order to verify the Chemical Oxygen Demand (COD). It was established the process efficiency through a comparison between the initial and final COD. Besides the parameters already mentioned, this monitoring work on activated sludge batch system was also observed by Mixed Liquor Suspend Solids (MLSS), Volatile Suspend Solids (VSS), pH and temperature measures. The results have showed a maximum removal efficiency around 75% in the first aeration sequence and approximately 85% for the second and third one. For the first aeration, the DO concentration remained higher than 3.0 mg.L-1 and a diameter range from 10 to 60 μm was observed. In the second e third sequence, the DO concentration remained higher than 4.0 mg.L-1 with a diameter range of 10 until 200 μm. Although the sequence 1 and 2 have presented similar performances for organic matter removal, the sequence 2 promoted a regular floc size distribution and with lower values of Sludge Volumetric Index (SVI) meaning a better flocculating ability. In addition, the results reaffirmed what the literature has reported: higher DO concentrations produce flocs with greater dimensions

Laboratory study on the bioremediation of diesel oil contaminated soil from a petrol station

O objetivo do presente estudo foi investigar possíveis métodos para aumentar a taxa de biodegradação aeróbia de hidrocarbonetos (tratamentos ex-situ). Neste trabalho, processos de biorremediação foram aplicados a um solo arenoso com alto nível de contaminação ocasionada por um vazamento de um tanque de armazenamento de óleo diesel subterrâneo em um posto de combustíveis. Experimentos em escala laboratorial (respirômetros de Bartha) foram utilizados para avaliar a biodegradação do óleo diesel. Estímulo da biodegradação foi realizado utilizando-se as técnicas de bioestímulo (adição de soluções de nitrogênio e fósforo ou surfactante Tween 80) e de bioaumento (consórcio bacteriano isolado de um sistema de landfarming). Para investigar as interações entre os fatores otimizadores, e encontrar a melhor combinação entre esses agentes, o estudo foi baseado em um delineamento experimental fatorial completo. A eficiência de biodegradação foi simultaneamente medida com dois métodos: respirométrico (produção de CO2 microbiano) e cromatografia gasosa. Testes de toxicidade aguda com Daphnia similis foram aplicados para examinar a eficiência dos processos em termos de geração de produtos menos tóxicos. Resultados mostraram que todas as estratégias de biorremediação aceleraram a biorremediação natural do solo contaminado e os melhores resultados foram obtidos quando os tratamentos tinham adição de nutrientes. Dados respirométricos indicaram uma máxima mineralização de hidrocarbonetos de 19,8%, obtida com a combinação dos três agentes, com uma remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH) de 45,5% em 55 dias de tratamento. No final dos experimentos, duas espécies predominantes de bactéria foram isoladas e identificadas como Staphylococcus hominis e Kocuria palustris.

Monitoramento sanitário de um sistema integrado de tratamento de águas residuárias da suinocultura

Objective. To assess the potential for contamination of wastewaters from pig farming. Methods. Wastewaters from pig farming were stored in a tank. After 0, 30, 60, 90, and 120 days of hydraulic retention, they were added to lysimeters filled with argillaceous, sandy, or medium soil. Finally, these lysimeters were submitted to simulations of either a rainy season or a dry season. The number of colony-forming units (CFUs) of total coliforms, fecal coliforms, and fecal streptococci was measured in the effluents of the storage tank (for the various periods of hydraulic retention), in the percolate from the lysimeters, and in the three types of soil. The microbiological analyses were carried out using the membrane filter technique. The pH analyses were done potentiometrically. Results. For the three microorganisms, the largest decrease in bacterial counts in the storage tanks occurred with 90 or 120 days of retention. There was a marked decrease in the bacterial count in the percolates of the three soils. For the three soil types the greatest reduction in bacterial counts was found in medium soil, due to its acidity (pH < 7.0). Hydraulic retention was not sufficient to ensure the sanitary adequacy of the wastewaters and their use for irrigation, given that fecal coliform values were above 1 000 CFU per 100 mL. Therefore, adding the residues to the soil was considered a second stage of treatment. Conclusions. The retention of wastewaters followed by adding them to soil was effective in minimizing the contaminating effect of pig farming residues. The storage time for wastewaters from pig farming could be decreased from 120 to 90 days.

Coeficiente de operación de un sistema formado por un refrigerador doméstico acoplado a un acumulador de agua caliente para la recuperación de energía

An experimental apparatus containing a domestic refrigerator coupled to a vertical hot water storage tank was used for energy recovery. The original condenser of the refrigerator was maintained, but modified with a concentric tubes heat exchanger with countercurrent water and refrigerating gas flows. The coefficient of performance for the heat pump is calculated by the ratio of energy in the heat storage and the electric power consumed by the domestic refrigerator compressor. The results show that the increasing of hydrostatic pressure in the storage tank increases the water flow rate and the coefficient of performance. The proposed device also reduces the heat dissipation to the surroundings. This is more important in small confinements found in low-cost houses.

Aplicação da técnica de elementos finitos na estratificação de armazenadores térmicos com barreiras de meios porosos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modelo matemático para análise de problemas de estocagem de líquidos que apresentam estratificação térmica

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Análise numérica de um coletor solar de tubo evacuado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Levantamento de coeficientes de desempenho de armazenador térmico associado a refrigerador doméstico modificado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise numérica da convecção natural em dispositivos solar integrados coletor-tanque

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização geológico-geotécnica aplicada à instalação de postos de combustíveis em Rio Claro (SP)

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Investigação da presença e da formação de biofilmes por estafilococos em micro-usina de beneficiamento de leite

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Epidemiologia molecular aplicada ao estudo de estirpes de Staphylococcus aureus na produção de queijo tipo Minas Frescal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Acionamento de dois sistemas de bombeamento alimentados por uma central de microgeração fotovoltaica

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA