| dc.contributor | Vieira, Luiz Gustavo Martins | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767723D6 | |
| dc.contributor | Damasceno, João Jorge Ribeiro | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780258E5 | |
| dc.contributor | Arouca, Fábio de Oliveira | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4189392Y6 | |
| dc.contributor | Malagoni, Ricardo Amâncio | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4711177Z0 | |
| dc.contributor | Buiatti, Gustavo Malagoli | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4389887P7 | |
| dc.contributor | Silva, Zaqueu Ernesto da | |
| dc.contributor | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788875H6 | |
| dc.creator | Prado, Gustavo Otero | |
| dc.date | 2016-06-22T18:41:28Z | |
| dc.date | 2016-01-20 | |
| dc.date | 2016-06-22T18:41:28Z | |
| dc.date | 2015-07-29 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-28T20:33:12Z | |
| dc.date.available | 2023-09-28T20:33:12Z | |
| dc.identifier | PRADO, Gustavo Otero. Concepção e avaliação de concentradores solares do tipo disco e lente de fresnel para dessalinização de água. 2015. 179 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. Disponível em: https://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.99. | |
| dc.identifier | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15090 | |
| dc.identifier | https://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.99 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9053524 | |
| dc.description | The Sun is the main source of energy on Earth. Its energy capacity can be considered
inexhaustible, it does not produce waste and has an adaptive allocation. Also in abundance,
salt water is available on the planet covering most of the Earth\'s surface. However,
today, more than one billion people around the world do not have access to clean water.
In this scenario, the production of drinking water by desalination of salt water becomes
fundamental. Therefore, this study aimed to the use of solar energy to desalinate water
through solar concentrators, the disc types (CSD) and Fresnel lens (CSLF). For this, a
theoretical study considering geometrical optics concepts was implemented to investigate,
among four surfaces, the best that concentrated the sun\'s rays. In the same way, a computer
simulation enabled the analysis of a dynamic heating through fundamental equations
of Transport Phenomena. Thus, two prototypes were constructed using: a satellite dish,
a Fresnel lens for an overhead projector, a tripod with astrophotography purposes and a
simplied distillation system. These devices were experimentally characterized and the
production of distilled water was determined considering solutions with 0% to 4% of sea
salt. Therefore, the productivity of solar concentrators were compared, and a factorial
experiment determined mathematically, system optimization conditions. As a result, the
parabolic surface was the one with the biggest factor interception was therefore chosen
as the prototype model. The simulation of the heating dynamics were validated experimentally
and the highest temperature reached was of 319 graus C with a heating ramp that
reached 75.56 graus C.min -1. In the construction of the prototype, the dish was mirrored by
a chroming process and both the evaporator and the condenser was modified during the
testing to take the format adopted in the experiments. In terms of productivity, the best
results were 4.95 kg.m -2.day -1 for the CSD and 5.40 kg.m -2.day -1 for CSLF. The mass
loading was the most significant variable indicated by the design of experiments but was
also in
uenced by colligative properties of the water. Therefore, this equipment meets a
local demand for water due to the fact desalinate and disinfect brackish and salt water
being able to satisfy, every m2 captured from sun\'s rays, the thirst of at least two adults. | |
| dc.description | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | |
| dc.description | Doutor em Engenharia Química | |
| dc.description | O Sol e a principal fonte de energia da Terra. Sua capacidade energetica pode ser considerada inesgotavel, nao produz residuos e possui alocacao adaptavel. Tambem de forma abundante, a agua salgada e disponibilizada no planeta cobrindo a maior parte da superficie terrestre. No entanto, hoje, mais de um bilhao de pessoas em todo o mundo
nao tem acesso a agua limpa. Neste cenario, a obtencao de agua potavel pelo processamento de aguas salgadas torna-se fundamental. Logo, esse trabalho teve como objetivo a
utilizacao da energia solar para dessalinizar agua atraves de concentradores solares, dos tipos: disco (CSD) e Lente de Fresnel (CSLF). Para isso, um estudo teorico considerando
conceitos de optica geometrica foi implementado a m de se investigar, dentre quatro funcoes matematicas, a que melhor concentrava os raios solares. Da mesma forma, uma
simulacao computacional possibilitou a analise de uma dinamica de aquecimento atraves
de equacoes fundamentais dos Fenomenos de Transporte. Assim, dois prototipos foram
construidos utilizando uma antena parabolica de satelite, uma Lente de Fresnel de um
retroprojetor, um tripe com fins de astrofotografia e um sistema de destilacao simplicado. Esses dispositivos foram caracterizados experimentalmente e a producao de agua
destilada foi averiguada considerando solucoes de 0% a 4% de sal marinho. Em seguida, a produtividade dos concentradores solares foram comparadas e um experimento fatorial determinou matematicamente as condicoes de otimizacao do sistema. Como resultados, a superficie parabolica foi a que apresentou o maior fator de interceptacao sendo por isso escolhida como modelo do prototipo. A dinamica de aquecimento simulada foi validada
experimentalmente sendo que a maior temperatura atingida foi de 319 graus C com uma rampa de aquecimento que chegou a 75,56 C.min -1. Na parte da construcao do prototipo, a antena parabolica foi espelhada atraves de um processo de cromacao e tanto o evaporador
quanto o condensador foram modificados ao longo dos testes ate assumirem o formato
adotado nos experimentos. Em termos de produtividade de agua destilada, os melhores
resultados foram de 4,95 kg.m -2.dia -1 para o CSD e 5,40 kg.m -2.dia -1 para o CSLF.
A carga massica foi a variavel mais significativa indicada pelo Planejamento de Experimentos
que tambem foi infuenciado pelas propriedades coligativas da agua. Assim, esse equipamento atende uma demanda local por agua devido ao fato de dessalinizar e desinfectar
aguas salobras e salgadas sendo capaz de saciar, a cada 1 m2 de captacao dos raios
solares, a sede de pelo menos dois adultos. | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Uberlândia | |
| dc.publisher | BR | |
| dc.publisher | Programa de Pós-graduação em Engenharia Química | |
| dc.publisher | Engenharias | |
| dc.publisher | UFU | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | Dessalinização | |
| dc.subject | Concentrador solar | |
| dc.subject | Destilador solar | |
| dc.subject | Lente de Fresnel | |
| dc.subject | Concentrador solar de disco | |
| dc.subject | Energia solar | |
| dc.subject | Dessalinização da água | |
| dc.subject | Aquecimento solar | |
| dc.subject | Solar energy | |
| dc.subject | Desalination | |
| dc.subject | Solar concentrator | |
| dc.subject | Solar still | |
| dc.subject | Fresnel lens | |
| dc.subject | Solar dish concentrator | |
| dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | |
| dc.title | Concepção e avaliação de concentradores solares do tipo disco e lente de fresnel para dessalinização de água | |
| dc.type | Tese | |
