Desenvolvimento de um modelo matemático para o projeto de termossifões

Valquiria Yurie Sakuma Borges; Paulo Henrique Dias dos Santos

doi:10.20906/CPS/SICITE2015-0770

Resumo

No Brasil uma parte significativa da energia elétrica utilizada nas residências se destina para o aquecimento de água. Em razão do custo elevado da energia elétrica, coletores solares vêm sendo cada vez mais utilizados para o aquecimento de água nas residências. Os coletores têm se destacado, pois promovem o aquecimento de água através da irradiação solar, que é uma fonte de energia disponível e renovável. Nesse trabalho, será apresentada uma análise teórica de um termossifão através de um modelo matemático baseado nos limites de operação do termossifão. Este termossifão será posteriormente utilizado no projeto e construção de um coletor solar assistido por termossifões Termossifões são dispositivos de altíssima condutividade térmica que operam em um ciclo bifásico, utilizando calor latente de vaporização para transportar grandes quantidades de calor com um pequeno gradiente de temperatura. Os limites de operação utilizados para a análise experimental foram: limite de arrasto, sônico viscoso e de ebulição. O modelo estudado foi implementado no software EES (Engineering Equation Solver) e os limite operacionais foram estudados para um termossifão feito cobre com 50 cm de comprimento, sendo 15 cm de evaporador e 35 de condensador. O tubo foi preenchido com água deionizada com 70% do volume interno total (31 ml). Os resultados a partir da simulação matemática serão comparados com os resultados experimentais obtidos através da bancada experimental, em que o termossifão será testado para diferentes potências aplicado na região do evaporador.

Palavras-chave: Termossifão; Limites operacionais; Modelo matemático