On the investigation of 7075 aluminum alloy welding using concentrated solar energy

Karalis, D.G.; Pantelis, D.I.; Papazoglou, V.J.

doi:10.1016/j.solmat.2004.07.007

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“…A energia solar, por ser uma fonte facilmente disponível, é usada, desde os tempos remotos, para aquecimento e iluminação de casas e edifícios, para geração de eletricidade, para cozimento dos alimentos, para aquecimento de água, para refrigeração solar (Xu et al, 2001) e para secagem de materiais diversos, além de ser usada em uma variedade de usos comerciais e industriais, como no uso em soldagem de alumínio (Karalis et al, 2005), ou na própria indústria do petróleo, para facilitar seu transporte em tubulações mediante o aquecimento (He, 2014). Essa energia pode ser utilizada por meio de duas maneiras diferentes, uma é na forma de energia térmica, mediante coletores e receptores solares (Sardeshpande et al, 2011), outra é a energia solar fotovoltaica.…”

Section: Ricardo Pesott I Garuzzi Oldrich Joel Romerounclassified

Aplicação do método volume of fluid na determinação da espessura mínima de filme de revestimento

Garuzzi¹,

Romero²

2015

ete

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Resumo. O petróleo é a base das economias industriais modernas, mas a capacidade de manter sua oferta mundial está cada vez mais difícil. Estudos indicam que essa produção eventualmente atingirá um máximo nos próximos anos. Nesse cenário, a utilização de fontes alternativas de energia é de fundamental importância para auxiliar na transição que se torna inevitável. A energia solar fotovoltaica é uma opção bastante atrativa; entretanto, ainda é cara, se comparada com as fontes tradicionais, embora essa diferença de custo tenha diminuído gradativamente ao longo das últimas duas décadas. Uma forma de tornar a fabricação da célula solar fotovoltaica mais competitiva no mercado é utilizar camadas cada vez mais fi nas, mas existem limites físicos próprios do método de deposição utilizado. Este trabalho apresenta a simulação numérica do processo de revestimento por extrusão de fl uidos Newtonianos, utilizando o método VOF -volume of fl uid (Hirt e Nichols, 1981) para determinar o limite de vazão mínima desse processo. Como o limite de vazão mínima é observado na superfície livre à jusante, a parte do domínio analisada se restringe a essa região, entretanto, para a incorporação dos efeitos da tensão superfi cial líquido/gás, é resolvido também o domínio do gás. É utilizado o modelo de viscocapilaridade como referência para os resultados numéricos. Verifi ca-se que a espessura mínima de fi lme aumenta com o crescimento do número de capilaridade, o que signifi ca que, para se obterem fi lmes mais fi nos, as forças de capilaridade devem ser dominantes, quando comparadas com as forças viscosas. Em termos práticos, isso pode ser obtido diminuindo-se a velocidade do processo produtivo.Palavras-chave: VOF, escoamento bifásico, limite de vazão mínima, revestimento por extrusão. Abstract.Oil is the base of modern industrial economies, but the capacity to maintain the world oil production is becoming diffi cult. Also, recent studies show that the oil production will att ain a peak in the next years. In this scenario, alternative sources of energies are important to help in the inevitable transition to low carbon sources. Photovoltaic solar energy is an att ractive option, but it is still expensive if compared to traditional sources, although this cost diff erence is becoming lower in the last decades, it is still not enough. One way to reduce the cost of solar cells is to use a thinner coating thickness. This work presents the numerical simulation of the slot coating process of Newtonian fl uids, with the volume of fl uid technique in order to determine the low-fl ow limit. The obtained numerical results compares very well with the viscocapillary model's results. It is verifi ed that the minimal wet coating thickness, before the defect, increases with the capillary number, which means that thinner fi lms will be obtained if the velocity of the process is low.Este é um artigo de acesso aberto, licenciado por Creative Commons Att ribution License (CC-BY 3.0), sendo permitidas reprodução, adaptação e distribuição desde que o autor e a...

show abstract

Section: Ricardo Pesott I Garuzzi Oldrich Joel Romerounclassified

Aplicação do método volume of fluid na determinação da espessura mínima de filme de revestimento

Garuzzi¹,

Romero²

2015

ete

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“…Solar welding research have been, for the most part, analyzing the use of reflective optical systems in metal fabrication. Karalis et al (2005) and Pantelis et al (2017a, b) welded 3-mm-thick aluminum plates and 1.3-mm-thick titanium-alloy sheets utilizing a solar furnace comprising a heliostat, an attenuator, and a parabolic concentrator that produces a 7000 kW/m 2 flux on a 12-cm-diameter focus. A similar furnace with a 2-kW 1.5-m-diameter parabolic concentrator was used by Romero et al (2015) to weld 5-mm-thick titanium-alloy specimens.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Application-based design of the Fresnel lens solar concentrator

Qandil

Wang

2019

Renewables

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A novel genetically themed hierarchical algorithm (GTHA) has been investigated to design Fresnel lens solar concentrators that match with the distinct energy input and spatial geometry of various thermal applications. Basic heat transfer analysis of each application decides its solar energy requirement. The GTHA incorporated in MATLAB ® optimizes the concentrator characteristics to secure this energy demand, balancing a minimized geometry and a maximized efficiency. The optimum concentrator is then simulated to ensure the algorithm validity. To verify the algorithmic-optimization and simulation-validation processes, two experimental applications were selected from the literature, a solar welding system for H13 steel plates and a solar Stirling engine with an aluminum-cavity receiver attached to the heater section. In each case, a flat Fresnel lens with a spot focus was algorithmically designed to supply the desired solar heat, and then a computer simulation of the optimized lens was conducted showing great comparability to the original experimental results.

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“…Afterwards, this directs them in the shape of a concentrated spot towards its focal point where the objects to be heated are located. In such furnaces, temperatures of 4000°C [1][2][3] can be reached. Currently, research is conducted in the use of these solar furnaces (with concentrated energy) for the industrial processing of metallic alloys (thermal treatments, welding, alloy working, surface covering, etc.)…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Mathematical Model and Soft for the Heating Simulation of Metallic Parts in Solar Furnaces

Ciobanu¹,

Maria²,

Munteanu³

et al. 2018

RECENT

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Lately, more and more experimental research regarding the use of solar furnaces was conducted in order to thermally process different materials. In this direction, Transilvania University made a soft to simulate the heating of metallic parts in such furnaces. The soft is based on a 3D mathematical model, presented here with finite differences. The data concerning the structure of the soft and the results that can be delivered are also shown. This soft is useful to preset, by computer simulation, the working parameters of solar furnaces with concentrated flux regarding the concrete processing of some metallic pieces (volume thermal treatments, surface thermal treatment, melting, welding, covering with surface layers, etc.).

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On the investigation of 7075 aluminum alloy welding using concentrated solar energy

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Aplicação do método volume of fluid na determinação da espessura mínima de filme de revestimento

Aplicação do método volume of fluid na determinação da espessura mínima de filme de revestimento

Application-based design of the Fresnel lens solar concentrator

Mathematical Model and Soft for the Heating Simulation of Metallic Parts in Solar Furnaces

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