| dc.creator | Machado, Patrick Garcia | |
| dc.date.accessioned | 2023-03-31T20:30:35Z | |
| dc.date.available | 2023-03-31T20:30:35Z | |
| dc.date.issued | 2022-07-17 | |
| dc.identifier.citation | MACHADO, Patrick Garcia. Design Construtal aplicado a trocadores de calor solo-ar utilizando modelagem numérica e analítica estacionárias e transientes. 2023. 67 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Matemática) – Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2023. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9208 | |
| dc.description.abstract | Earth-air heat exchangers (EAHE) are an auxiliary resource to traditional air conditioning systems in improving thermal comfort conditions in built environments. Its low
consumption of electrical energy and good thermal performance, in addition to the use
of a renewable source of energy, the soil, emphasize the importance and urgency of its
study. Several studies have addressed the application of EAHE in southern Brazil, due to
its subtropical climate and favorable soil characteristics. In this work, three models are
developed to evaluate the system’s employability in a locality, deduced from the equations
of conservation of energy and mass. The solutions found for the models, both numerical
and analytical, are verified and show high agreement with other data in the literature. In
addition, a study is developed for the design of T-shaped EAHE based on the principles
of Constructal Design. The results point to the system’s employability in the city of Porto
Alegre, highlighting that the EAHE has a better heating potential than a cooling potential.
For an installation depth of 3m, system performance improvement is observed for ducts
up to 20m, but not for longer lengths. It is shown that the relative humidity of the air is
fundamental in the evaluation of the performance of the system. In addition, numerical
relationships for the dimensions of a T-shaped TCSA with 2, 3 and 4 levels are determined.
This result can be used to design a system considering an installation area constraint. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
| dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
| dc.subject | Modelagem matemática | pt_BR |
| dc.subject | Trocador de Calor Solo-Ar (TCSA) | pt_BR |
| dc.subject | Transformada de Laplace | pt_BR |
| dc.subject | Design Construtal | pt_BR |
| dc.title | Design Construtal aplicado a trocadores de calor solo-ar utilizando modelagem numérica e analítica estacionárias e transientes | pt_BR |
| dc.title.alternative | Constructal Design of earth-air heat exchangers using stationary and transient numerical and analytical modeling | pt_BR |
| dc.type | masterThesis | pt_BR |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/3038473472248449 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1 | Buske, Daniela | |
| dc.description.resumo | Trocadores de calor solo-ar (TCSA) são um recurso auxiliar aos sistemas de condicionamento de ar na melhoria de condições de conforto térmico de ambientes construídos. Seu
baixo consumo de energia elétrica e bom desempenho térmico, além da utilização de uma
fonte renovável de energia, o solo, ressaltam a importância e a urgência de seu estudo.
Diversas pesquisas têm tratado da aplicação dos TCSA na região sul do Brasil, devido ao seu
clima subtropical e às propícias características do solo. Neste trabalho são desenvolvidos três
modelos para avaliar a empregabilidade do sistema numa localidade, deduzidos a partir das
equações de conservação de energia e massa. As soluções encontradas para os modelos, tanto
numéricas quanto analíticas, são verificadas e mostram alta concordância com outros dados
da literatura. A solução numérica é encontrada através do Método das Diferenças Finitas.
Já a solução analítica, inédita na literatura científica, é determinada através da Técnica da
Transformada de Laplace, com inversão analítica. Além disso, desenvolve-se um estudo para
o design de TCSA em forma de T baseado nos princípios do Design Construtal. Os resultados
apontam a empregabilidade do sistema na cidade de Porto Alegre, destacando que o TCSA
tem potencial de aquecimento melhor do que de resfriamento. Para uma profundidade de
instalação de 3m, a melhoria do desempenho do sistema é observada para dutos de até 20m,
mas não para comprimentos maiores. Mostra-se que a umidade relativa do ar é fundamental
na avaliação de desempenho do sistema. Além disso, determina-se as relações numéricas
para as dimensões de um TCSA em forma de T com 2, 3 e 4 níveis. Esse resultado pode ser
empregado para o design de um sistema considerando uma restrição de área de instalação. | pt_BR |
| dc.publisher.department | Instituto de Física e Matemática | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Brum, Ruth da Silva | |
