Devido ao crescente aumento na demanda energética mundial, a busca por novas fontes de energia renováveis tem se tornado um dos principais desafios para a sociedade atual. O Brasil é um país privilegiado em termos de radiação solar, devido a isso, vem-se investindo no uso de aquecedores solares visando reduzir o consumo de energia elétrica e outras fontes de energia não renováveis. Partindo deste pressuposto, este trabalho propõe a simulação e análise do modelo matemático de sistemas de aquecimento de água utilizando coletores solares como fonte de energia. Foram avaliados dois modelos distintos: básico (sem efeito da tubulação) e estendido (com efeito da tubulação) e os cenários simulados levaram em consideração a convecção forçada (com o vento) ou convecção natural e o isolamento do sistema. Os resultados obtidos mostram que o vento possui uma grande influência tanto na eficiência quanto nas temperaturas atingidas. A eficiência foi reduzida em 58%, e a temperatura reduziu aproximadamente 5°C, quando há convecção forçada. Mesmo assim, ambos os sistemas são eficientes para o aquecimento de água na região do Triângulo Mineiro, chegando a eficiência de 53% e a temperatura máxima da água de aproximadamente 80oC.
AgradecimentosPrimeiramente agradeço a Deus.Ao meu pai, Manoel, que não mediu esforços para que eu acabasse mais essa etapa na minha vida. Agradeço pelo apoio, paciência, carinho, amor, por ser esse exemplo de ser humano incrível e inspirador além de me amparar em todos os momentos. À minha família, Maria Abadia, Marcos, Marianna, Morenna, Ana Lúcia, Alzira, Antônio, Cleide, que mesmo longe sempre torceram por mim.Ao meu orientador, Luís Cláudio Oliveira Lopes, deixo registrada minha gratidão por me aceitar e me orientar. Agradeço pelo apoio, atenção, conança e colaboração em cada problema e diculdade ao longo da realização deste trabalho. À Nádia, que me orientou durante o período de graduação, e desde então esteve sempre disposta a me ajudar.Aos colegas de pesquisa do Núcleo de Modelagem, Controle e Otimização de Processos (NUCOP), por todo apoio, colaboração, ensinamentos e disponibilidade, principalmente à Rosiane e ao Frederico que pacientemente me ajudaram em vários momentos de diculdade deste trabalho.Aos meus colegas de turma, os quais compartilhei os melhores momentos vividos nesses 2 anos, sem eles tudo teria sido mais difícil nessa jornada: Ana Carolina, Anderson, Anna Clara, Carla, Érica, Flávia, Lidiane, Marlon, Rodolfo, Taciana, Viviane.Aos meus colegas e amigos do NUCBIO por me acolherem, darem conselhos, e terem me recebido tão bem nesses últimos e conturbados meses de mestrado.Aos meus amigos que sempre me ouviram e ampararam em cada difícil momento, tiveram paciência e conança de que tudo daria certo: Ana Luíza, Thaianne e principalmente à Carla Camargo e Fernanda Nunes que me acolheram, ajudaram, ampararam em todos os momentos na nossa casa em Uberlândia.Agradeço também ao programa, aos técnicos, ao corpo docente e aos servidores da Pós-Graduação em Engenharia Química da UFU por toda assistência, base teórica e estrutura concedidas.À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pela concessão da bolsa de estudos. Por m, agradeço a todos professores, familiares, amigos e colegas que participaram da minha vida e, direta ou indiretamente, colaboraram para a execução deste trabalho. Dedico à minha mãe Ilza (in memoriam) com muita saudade e amor, e ao meu amado pai, Manoel Palavras-chave: Leito Móvel Simulado, Enantiômeros, Separação, Controle Preditivo. AbstractThe industrial importance of the separation of enantiomers is not recent. However, the interest of the pharmaceutical industry in the use of this technology has been growing in the last decade. Chromatographic separation tests made with Simulated Moving Bed (SMB) have operational advantages compared to competitive technologies, but adds complexity to the system because their own hybrid nature and its computational nature demands to make an excellent choice in the decision making process. The objective of this dissertation is to evaluate the behavior of an SMB structure and to investigate the congurations and changes that can be used for automatic control of a plant in which there are inherent complexities due to its intr...
RESUMO -O crescente aumento na demanda energética mundial é um dos grandes desafios da atualidade. Sabe-se que o uso da energia elétrica para aquecimento de água é um dos maiores responsáveis pelo alto consumo de energia elétrica no país. Com isto em mente sempre se tenta arrumar alternativas para uma diminuição do uso de energia elétrica. Neste trabalho é possível notar a viabilidade de um aquecedor solar onde utilizando equações foi possível se conseguir um bom rendimento para o aquecedor solar. Dentre as variáveis que foram relevantes para este processo está a temperatura ambiente, que tem uma significante diferença quando tratada como a média do dia e quando considerada durante as vinte e quatro horas do dia. INTRODUÇÃOO crescente aumento na demanda energética mundial é um dos grandes desafios da atualidade. Sabe-se que o uso da energia elétrica para aquecimento de água é um dos maiores responsáveis pelo alto consumo de energia elétrica no país. Para reduzir esse consumo, uma alternativa viável é popularizar a utilização da energia solar para tal aquecimento. O Brasil é privilegiado em termos de radiação solar. Segundo a ANEEL, o Plano Nacional de Energia 2030 reproduz dados do Atlas Solarimétrico do Brasil e registra que essa radiação varia de 8 a 22 MJ/m² durante o dia, sendo que as menores variações ocorrem nos meses de maio a julho, variando de 8 a 18 MJ/m².Os primeiros aquecedores surgiram na década de 70, porém somente na década de 90 eles se tiveram um aumento substancial e com isso começaram a ter maiores variações de modelo, qualidade e assim maiores aplicações. Albuquerque et al. (2002) propuseram a análise de como alguns fatores, como a velocidade do vento, influenciam na eficiência de um sistema de aquecimento de água com coletor solar. Eles concluíram que nas condições e no local onde foram feitas as medidas o uso de coletores solares é viável e no verão a radiação solar é fator determinante no sistema. Kicsiny et al. (2013) propuseram modelos de EDO's estendidas para modelar uma grande espécie de sistemas de aquecimento solar com tubos. Os modelos estendidos são mais razoáveis que os modelos básicos levando em conta a precisão da modelagem de armazenamento, o que é indispensável na previsão e no desenvolvimento da eficiência do sistema de aquecimento solar para o beneficio do consumidor.
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