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http://hdl.handle.net/10174/20866
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Title: | Conceção, construção e ensaio de um calorímetro para bancos de ensaio de coletores solares a temperaturas entre 100ºC e 200ºC |
Authors: | Marchã, João Paulo da Cruz |
Advisors: | Pereira, Manuel Collares |
Issue Date: | 2-Mar-2017 |
Publisher: | Universidade de Évora |
Abstract: | Os Fluidos de Transferência Térmica (HTF) usados em colectores solares
(óleos sint
éticos) tendem a envelhecer e degradar [1]. Esta degradação é
impossível de controlar e afecta a capacidade do HTF e tem implicações
na medida da performance do dispositivo em que é usado o HFT (colector
solar) uma vez que são usados os valores de capacidade térmica iniciais.
O ensaio de colectores solares depende de uma medida exacta do produto
de HTF e caudal mássico. Estes ensaios por imposição de normas s o são
possíveis com caudalimetros com exactidão e resistência a temperaturas
elevadas pelo que são dispositivos algo dispendiosos. Para medidas de
Potência, como as que são feitas no ensaio de colectores solares, a medida
directa do produto do calor especi co pelo caudal mássico é o que
se exige e não necessariamente a medida separada das duas grandezas. A
estratégia para medir directamente a o produto é uma técnica calorimetrica
que permite medir com exactidão estas grandezas. Soluções deste
tipo já foram propostas [2,3]. Neste projecto pretende-se rever e melhorar
a solução apresentada em [2] e demonstra a utilidade num circuito de
ensaio de colectores solares para temperaturas até 200oC. Foi concebido
e ensaiado um prototipo de calorímetro, que se calibrou com água e usou-se
a calibraçãoo para medir o calor especi co de um HFT cujo resultado
foi comparado com os valores fornecidos pelo fabricante. Conseguiramse
bons resultados e demonstrou-se que esta técnica pode ser facilmente
implementada em circuitos de alta temperatura e para quaisquer tipo de
fluidos; Development and test results of a calorimeter for solar thermal testing
loops with temperatures between 100o C and 200o C
Abstract:
Thermal heat transfer
uids (HTF) used in solar collectors (e.g. synthetic oils) are
known to age and degrade [1]. This degradation is impossible to control, a ecting
the
uid heat transfer capacity and thus the ability of measuring the performance of
an HTF heating device (e.g. a solar collector) based on known speci c heat values.
Collector testing is also crucially dependent on an accurate measurement of HTF mass
ow rate. Such measurement relies on
ow meters suitable for the accuracy, operating
temperature and
ow range requirements of the testing procedures, often an expensive
and demanding component in particular when no-intrusive measurements are to be done
ia a close circuit. For power measurement purposes, as those performed in solar collector
testing procedures, a direct measurement of the product between speci c heat and mass
ow rather than a separate measurement of both quantities is suitable. A calorimetric
technique delivering this direct measurement is thus a suitable strategy to overcome
such di culties with acceptable (and even higher) measurement accuracy. Solutions
of this kind have already been proposed [2, 3]. In this paper we revisit and improve
the solution presented in [2] and demonstrate its usefulness in a solar collector testing
loop, for temperatures up to 200oC. A calorimeter prototype was thoroughly tested and
calibrated with water as HTF (enabling accurate independent measurement of speci c
heat and mass
ow rates values). Calorimeter calibration results where then used in
the testing with thermal oil whose speci c heat values were previously known from
manufacturer and independent laboratory measurements. A comparison of Cp measured
by the calorimeter with the value given by the HTF manufacturer is used to test the calorimeter capacities. The agreement achieved was very good. It is noted that the
technique can be easily implemented in any high temperature loops, large or small, and
for any HTF. |
URI: | http://hdl.handle.net/10174/20866 |
Type: | masterThesis |
Appears in Collections: | BIB - Formação Avançada - Teses de Mestrado
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