juan jose garcia pabon

Numerical model of an inflatable solar collector

ABSTRACT The main objective of this paper is to present a mathematical model to simulate the operation of an inflatable solar air heat collector for grain dryers. The solar collector exhibits a semicylindrical shape when air is injected into the confined space between the walls of the two covers. The mathematical model of the collector is obtained by applying the law of conservation of energy on the four main parts of the collector, absorber plate, two covers, and air that flows inside the equipment. To improve the accuracy of the model, the solar collector was divided into N control volumes, with each one containing the four parts, in such a way that one system with 4N differential equations is obtained. The unknown quantities of this system are the temperatures of the absorber plate, air, and walls of both covers in each control volume. The results allow us to conclude that the collector performance strongly depends on several entrance variables of the model (the air flow and air temperature at the collector entrance) and geometric equipment parameters (the collector length, internal radiation at the inner surface of the cover, and space between both covers). Therefore, the model can be used for optimizing the solar collector.

Estudo experimental e modelo de simulação para a determinação do inventário em sistemas de refrigeração carregados com os fluidos R134a e R1234yf

O presente trabalho e um estudo teorico/experimental sobre o inventario em sistemas de refrigeracao carregados com os fluidos R-134a e HFO-1234yf. Embora o R-134a seja um hidrofluorcarboneto (HFC) livre de cloro, ou seja, com potencial de destruicao da camada de ozonio (ODP) igual a zero, o seu potencial de aquecimento global (GWP) e de 1430, valor considerado alto. Ja o fluido HFO-1234yf pertence a uma nova familia de refrigerantes, os hidrofluorolefinas (HFO), com propriedades termodinâmicas proximas as do R-134a. Da mesma forma, ele apresenta um ODP igual a zero, porem, com um GWP reduzido, igual a 4, sendo considerado um substituto do R-134a para novas aplicacoes e com potencial para substitui-lo nos climatizadores automotivos dos carros atuais. Neste trabalho, a revisao bibliografica abordou diversos temas referentes aos escoamentos monofasico e bifasico no interior de tubulacoes, como padroes de escoamento, fracao de vazio e correlacoes empregadas na sua determinacao, calculo do coeficiente de transferencia de calor e metodos para estimativa da perda de pressao. Resultados experimentais foram obtidos utilizando os fluidos R-134a e HFO-1234yf, com velocidades massicas de 300kg/s-m2 e 400kg/s-m2, temperaturas de ebulicao de 25°C e 30°C e uma ampla faixa de titulos na secao de testes do banco experimental. Estes resultados foram analisados e comparados com um modelo de simulacao utilizando oito diferentes correlacoes para determinacao da fracao de vazio. Os melhores resultados para previsao da massa foram obtidos pelas correlacoes de Hughmark (1962) e Zivi (1964), usando as correlacoes de Gnielinski (1976) e Shah (2013) para a determinacao dos coeficientes de transferencia de calor das regioes monofasica e bifasica do condensador, respectivamente. Nessa situacao, o modelo alcancou um indice de acerto de aproximadamente 78% na previsao da massa total de fluido.