CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste trabalho, foi desenvolvida uma metodologia para análise da viabilidade de aproveitamento da energia contida nos gases de exaustão de motores diesel, através de um equipamento de refrigeração por absorção, para condicionamento de produtos perecíveis em caminhões baú.
A metodologia proposta se baseia na avaliação comparativa entre a carga térmica requerida, dependente do tipo de produto, temperatura de armazenamento e condições ambientais típicas encontradas durante o transporte, e a energia disponível nos gases de exaustão usada como aporte energético no ciclo de refrigeração por absorção.
Essa metodologia, discutida no Capítulo 3, foi implementada em um programa computacional que permite simular cargas diversas sob diferentes condições de operação. Para tal, foram desenvolvidas rotinas para aplicação dos modelos matemáticos em sólidos semi-infinitos e método da capacitância global.
Ensaios realizados em laboratório permitiram a validação das diferentes rotinas desenvolvidas. Os resultados foram considerados satisfatórios com desvios absolutos máximos entre os valores das temperaturas experimentais e simuladas inferior a 2,5ºC. Tais resultados conduzem às seguintes conclusões:
• o aproveitamento dos gases de exaustão de um motor, para geração de efeito de refrigeração através de um sistema de absorção é viável, para o caso estudado;
• o programa computacional, desenvolvido neste trabalho, calcula a parcela útil da energia térmica contida nos gases de exaustão de um motor diesel, que pode ser utilizada para gerar efeito de refrigeração em um equipamento de absorção;
• o programa computacional, com algumas restrições e ajustes prevê com razoável precisão a evolução temporal das temperaturas do ar interno e das superfícies internas e externas das paredes de uma câmara com superfícies internas isotérmicas;
• o modelo matemático desenvolvido apresenta desvios mais significativos entre valores experimentais e simulados, quando estas envolvem aquecimento de material orgânico com alto teor de umidade;
Feitas estas colocações, sugere-se para trabalhos futuros a inclusão na modelagem matemática do termo relativo à troca radiante entre as superfícies internas das paredes, alteração da rotina de caracterização da carga, dando maior flexibilidade à definição dos parâmetros geométricos e às especificidades de transporte, como o uso de embalagens individuais.
Em termos práticos, sugere-se o desenvolvimento e montagem de uma bancada experimental de um sistema de refrigeração por absorção para trabalhar em conjunto com um motor Diesel em teste. Dessa forma, o efeito de refrigeração produzido no evaporador do ciclo pode ser avaliado em função dos diferentes regimes de operação do motor.
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Anexo A.1 – Listagem do programa 108 %========================================================================// %// CTERMICA // %// Programa: Autor: Valbert Garcia Assumpçao // %// // %// Daniel Teixeira Gervasio // %// Vinicius Meireles Ciriaco // %// // %// //
%// Mestrado em Engenharia Mecanica - Pontificia Universidade Catolica de Minas Gerais - Brasil // // //
%// // %//=======================================================================// clc
clear all;clear
%======================= Dados dos gases de exaustao do motor ===================== clc
massa=input(' Informe a massa de ar dos gases (kg/s): '); T=input(' Informe a temperatura dos gases de saida do motor : '); T=T+273.15;
fi=input(' Informe a razao de equivalencia (combustivel/ar): '); R=8314.3; % Constante universal dos gases (Joule/kMol*Kelvin) nCO2=12; nH2O=13; nO2=(18.5*(1-fi))/fi; nN2=69.8/fi; nT=nCO2+nH2O+nO2+nN2; xCO2=nCO2/nT; xH2O=nH2O/nT; xO2=nO2/nT; xN2=nN2/nT; %--- Massa molecular --- mCO2=44.01; mH2O=18.015; mO2=31.999; mN2=28.013;
%--- Calculo de Cp para cada especie ---
cpCO2=(R/mCO2)*(((4.943650540*10^4)*(T^-2))+((-6.264116010*10^2)*(T^-1))+5.301725240+... ((2.503813816*10^-3)*T)+((-2.127308728*10^-7)*(T^2))+((-7.689988780*10^-10)*(T^3))... +((2.849677801*10^-13)*(T^4))); cpH2O=(R/mH2O)*(((-3.947960830*10^4)*(T^-2))+((5.755731020*10^2)...*(T^ 1))+(9.317826530*10^-1)+((7.222712860*10^-3)*T)+((-7.342557370*10^- 6)*(T^2))+((4.955043490*10^-9)*(T^3))+((-1.336933246*10^-12)*(T^4))); cpO2=(R/mO2)*(((-3.425563420*10^4)*(T^-2))+((4.847000970*10^2)*(T^-1))+1.119010961... +((4.293889240*10^-3)*T)+((-6.836300520*10^-7)*(T^2))+((-2.023372700*10^-9)*(T^3))... +((1.039040018*10^-12)*(T^4))); cpN2=(R/mN2)*(((2.210371497*10^4)*(T^-2))+((-3.818461820*10^2)*(T^-1))+6.082738360... +((-8.530914410*10^-3)*T)+((1.384646189*10^-5)*(T^2))+((-9.625793620*10^-9)*(T^3))... +((2.519705809*10^-12)*(T^4))); cpTot=((xCO2*cpCO2)+(xH2O*cpH2O)+(xO2*cpO2)+(xN2*cpN2)) % (Joule/kg*Kelvin);
qEX=massa*cpTot*(T-423.15); % (Watts) disp(' ')
disp(' ')
disp([' Energia disponivel nos gases de exaustao: ', num2str(qEX), ' W' ]); disp(' ')
disp(' ')
efet=input(' Informe a efetividade do trocador de calor '); disp(' ')
qG=qEX*efet; % (Watts)
COP=input(' Informe o coeficiente de performance do equipamento de refrigeraçao '); disp(' ')
qEV=qG*COP; % (Watts) disp(' ')
disp([' Efeito de refrigeraçao no evaporador: ', num2str(qEV), ' W' ]); disp(' ')
disp(' ') disp(' ')
%================================= Latitude ================================== disp(' LATITUDE')
graus=input(' Digite os graus: '); if (graus>90)|(graus<-90) while (graus>90)|(graus<-90)
errordlg('Dado incorreto!','LATITUDE, Graus') disp(' Dado incorreto!')
graus=input(' Digite os graus novamente: '); disp(' ')
end end
minutos=input(' Digite os minutos: '); if (minutos>60)|(minutos<-60) while (minutos>60)|(minutos<-60)
errordlg('Dado incorreto!','LATITUDE, Minutos') disp(' Dado incorreto!')
minutos=input(' Digite os minutos novamente: '); disp(' ') end end disp(' ') latitude=graus+minutos/60; %================================ Longitude ================================= disp(' LONGITUDE')
Anexo A.1 – Listagem do programa 110 if (graus>360)|(graus<0)
while (graus>360)|(graus<0)
errordlg('Dado incorreto!','LONGITUDE, Graus') disp(' Dado incorreto!')
graus=input(' Digite os graus novamente: '); disp(' ')
end end
minutos=input(' Digite os minutos: '); if (minutos>60)|(minutos<0)
while (minutos>60)|(minutos<0)
errordlg('Dado incorreto!','LONGITUDE, Graus') disp(' Dado incorreto!')
minutos=input(' Digite os minutos novamente: '); disp(' ') end end disp(' ') longitude=graus+minutos/60; %================================ Altitude ================================== disp(' ALTITUDE')
altitude=input(' Informe a altitude em metros: '); altitude=altitude/1000;
disp(' ')
%============================= Umidade Relativa =============================== disp(' UMIDADE RELATIVA DO AR')
umidader=input(' Digite o valor da umidade relativa do ar em(%): '); if (umidader>100)|(umidader<1)
while (umidader>100)|(umidader<1)
errordlg('Dado incorreto!','UMIDADE RELATIVA DO AR') disp(' Dado incorreto!');
umidader=input(' Digite o dado novamente: '); disp(' ') end end disp(' ') umidader=umidader/100; %==================================Mes e dia================================= disp(' TEMPORAIS')
mes=input(' Informe a quantidade de dias no mes (28 - 29 - 30 - 31): '); if (mes~=28)|(mes~=29)|(mes~=30)|(mes~=31)
while (mes~=28)|(mes~=29)|(mes~=30)|(mes~=31) disp(' Dado incorreto!')
mes=input(' Digite novamente a quantidade de dias no mes (28 - 29 - 30 - 31): '); disp(' ')
end end disp(' ')
dia=input(' Informe o dia (0 ate 365): '); if (dia>366)|(dia<1)
while (dia>366)|(dia<1)
errordlg('Dado incorreto!','Dia do ano') disp(' Dado incorreto!')
dia=input(' Digite novamente o dia (0 ate 365): '); disp(' ')
end disp(' ')
hora=input(' Informe a hora (HH): '); if (hora>24)|(hora<0)
while (hora>24)|(hora<0)
errordlg('Dado incorreto!','Hora') disp(' Dado incorreto!')
hora=input(' Digite novamente a hora (0 ate 24): '); disp(' ') end end disp(' ') %================================== Temperaturas ============================= disp(' TEMPERATURAS')
tmax=input(' Informe a temperatura maxima: '); tmin=input(' Informe a temperatura minima: '); if tmin>=tmax
while tmin>=tmax
errordlg('Temperatura minima deve ser menor que a maxima!','TEMPERATURAS') disp(' Temperatura minima deve ser menor que a maxima!')
tmin=input(' Informe a temperatura minima: '); disp(' ') end end %================================= Hora Solar ================================ hs=hora; deltat=tmax-tmin; tambiente=tmax-(deltat/2)+(deltat/2)*cos((15*((hs)-14)*pi)/180) pressaosat=7*10^(-8)*tambiente^3+7*10^(-8)*tambiente^2+tambiente*6*10^(-5)+0.0005; pressaov=pressaosat*umidader; %================================ Calculo do TDP ============================= pressaovv=pressaov*1000;
tdp=0.0065*pressaovv^5 - 0.1595*pressaovv^4 + 1.5601*pressaovv^3 - 7.9701*pressaovv^2+25.739... *pressaovv - 12.192;
%========================== Calculo da Temperatura do Ceu ======================== tambiente=tambiente+273.15;
tceu=tambiente*(0.8+(tdp/250))^0.25; tempceu=tceu-273.15;
disp([' Temperatura do ceu : ', num2str(tempceu)])
%================================= Carroceria ================================ disp(' ')
disp(' CALCULO DA CARGA TERMICA PARA A CARROCERIA') disp(' ')
vvento=input(' Informe a velocidade do vento em m/s : '); vveiculo=input(' Informe a velocidade do veiculo em km/h: '); vveiculo=vveiculo/3.6;
disp([' Velocidade do veiculo em m/s: ', num2str(vveiculo)])
%========================== Definindo a Velocidade Relativa ======================= if (vveiculo==0)
vrelat=vvento; else if (vvento>vveiculo)
Anexo A.1 – Listagem do programa 112 vrelat=vvento; else vrelat=vveiculo; end end %========================================================================= disp(' ')
disp(' CALCULO DOS COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR ') disp(' POR CONVECÇAO ATRAVES DAS PAREDES')
disp(' ')
%======================== Calculo das dimensoes e Area Total ======================= disp(' DIMENSOES DA CARROCERIA')
Le=input(' Informe o comprimento externo da carroceria: '); We=input(' Informe a largura externa da carroceria: '); He=input(' Informe a altura externa da carroceria: '); disp(' ')
Ae12=We*Le;
disp(' Soma das Areas externas 1 e 2') disp([' ',num2str(Ae12)])
disp(' ') Ae34=We*He;
disp(' Soma das Areas externas 3 e 4') disp([' ',num2str(Ae34)])
disp(' ') Ae56=Le*He;
disp(' Soma das Areas externas 5 e 6') disp([' ',num2str(Ae56)])
disp(' ')
Aetotal=(Ae12+Ae34+Ae56)*2; disp(' Area Total da Carroceria') disp([' ',num2str(Aetotal)]) disp(' ')
%======================== Dimensoes Internas da Carroceria ======================== for i=1:6
EspI(i)=input([' Informe a espessura para a parede ', num2str(i),' (mm): ']); EspI(i)=EspI(i)./1000;
disp([' ',num2str(EspI(i)),' metros']) end Wi=We-(EspI(5)+EspI(6)); Hi=He-(EspI(1)+EspI(2)); Li=Le-(EspI(3)+EspI(4)); fprintf('\n')
%=========================== Calculo das Areas Internas ========================== Ai12=Wi*Li;
disp(' Soma das Areas internas 1 e 2') disp([' ',num2str(Ai12)])
disp(' ') Ai34=Wi*Hi;
disp(' Soma das Areas internas 3 e 4') disp([' ',num2str(Ai34)])
disp(' ') Ai56=Li*Hi;
disp(' Soma das Areas internas 5 e 6') disp([' ',num2str(Ai56)])
disp(' ')
Ai=(Ai12+Ai34+Ai56)*2; disp(' Area Interna') disp([' ',num2str(Ai)])
disp(' ')
%============= Calculo do coeficiente transferencia de calor por radiaçao externo ============= emissividadeext1=input(' Informe o valor da emissividade da superficie externa 1: ');
emissividadeext=input(' Informe o valor da emissividade para demais superficies externas: '); absortext1=input(' Informe a absortividade da superficie externa 1: ');
tal=5.6697*10^(-8); disp(' ') %=========================== PAREDES EXTERNAS ============================ for n=1:6 disp(' ') disp('Parede 1: teto ') disp('Parede 2: piso ')
disp('Parede 3: lateral direita ') disp('Parede 4: lateral esquerda ') disp('Parede 5: traseira ') disp('Parede 6: frente ') fprintf('\n')
Text(n)=input([' Informe a temperatura superficial externa da parede ',num2str(n),': ']); Text(n)=Text(n)+273.15; %========================================================================= disp(' '); if (vrelat==0) x3=0; y3=1; if (n==1)|(n==2) z3=1; s3=0; else z3=0; s3=1; end else x3=1; y3=0; if (n==1)|(n==2)|(n==5)|(n==6) z3=1; s3=0; else z3=0; s3=1; end end L(n)=Le*(x3)*(z3)+(We/2)*(x3)*(s3)+((Le*We)/((2*We)+(2*Le)))*(y3)*(z3)+He*(y3)*(s3); tfluext(n)=(Text(n)+tambiente)/2; betae(n)=1/tfluext(n); %=============================== Calculo do Ro =============================== ro(n)=351.92*tfluext(n)^(-1.0017);
%========================= Calculo do Cp, K e Alfa Externo ======================== cpexterno(n)=(0.103409*10)+(-0.28488708*10^(-3)*tfluext(n))+(0.7816818*10^(-6)*tfluext(n)^2)... +(-0.4970786*10^(-9)*tfluext(n)^3)+(0.1077024*10^(-12)*tfluext(n)^4);
kexterno(n)=(-2.276501*10^(-3))+(1.2598485*10^(-4)*tfluext(n))+(-1.4815235*10^(- 7)*tfluext(n)^2)...
Anexo A.1 – Listagem do programa 114 +(2.47663035*10^(-17)*tfluext(n)^5);
alfaexterno(n)=(kexterno(n)/(ro(n)*cpexterno(n)))/1000;
%==================== Calculo da Viscosidade Dinamica e Cinematica =================== viscosidadedin(n)=(-9.8601*10^(-1))+(9.080125*10^(-2)*tfluext(n))+(-1.17635575*10^(-4)... *tfluext(n)^2)+(1.2349703*10^(-7)*tfluext(n)^3)+(-5.7971299*10^(-11)*tfluext(n)^4); viscosidadecin(n)=viscosidadedin(n)/(ro(n)*1000000); %============================= Calculo de Prandtl ============================== prandtl(n)=viscosidadecin(n)/alfaexterno(n); %============================= Calculo de Reynolds ============================= reynext(n)=vrelat*L(n)/viscosidadecin(n); %========================================================================= if (Text(n)>tambiente) tx(n)=Text(n)-tambiente; else tx(n)=tambiente-Text(n); end %============================= Calculo de Rayleigh ============================= ra(n)=((9.8*betae(n)*tx(n)*(L(n)^3))/(viscosidadecin(n)*alfaexterno(n)));
%=========================== Teste da velocidade relativa ========================== if (vrelat==0) x1=0; if (n==1) y1=0; z1=0; s1=1; else if (n==2) y1=0; z1=1; s1=0; end if (n==3)|(n==4)|(n==5)|(n==6) y1=1; z1=0; s1=0; end end disp(' ') %=============================== Calculo de Nusselt ============================ if (vrelat==0) & (Text(n)>tambiente)
x1=0; y1=0; if (n==1) z1=1; s1=0; else z1=0; s1=1; end
if (n==2) z1=0; s1=1; else z1=1; s1=0; end if (n==3)|(n==4)|(n==5)|(n==6) y1=1; z1=0; s1=0; end end else x1=1;y1=0;z1=0;s1=0; end nuext(n)=((0.037*(reynext(n)^(4/5)))*(prandtl(n)^(1/3)))*x1... +(((0.825+((0.387*(ra(n)^(1/6)))/((1+((0.492/prandtl(n))^(9/16)))^(8/27))))^2))*y1... +(0.27*(ra(n)^(1/4)))*s1+(0.15*(ra(n)^(1/3)))*z1; %============================ Impressao de dados =============================== disp([' Superficie externa, face: ', num2str(n)])
disp(' ')
disp(' RO Cp K Alfa V ')
disp([ro(n);cpexterno(n);kexterno(n);alfaexterno(n);viscosidadecin(n)]') fprintf('\n')
disp(' Prandtl Reynolds Rayleigh Nusselt ') disp([prandtl(n);reynext(n);ra(n);nuext(n)]')
disp(' ')
%=========== Coeficiente externo de transferencia de calor por convecçao e radiacao ========== he(n)=(nuext(n)*kexterno(n))/L(n);
disp([' Coeficiente externo de convecçao vale ',num2str(he(n))]); end %========================================================================= hre1=(Ae12)*emissividadeext1*tal*(tceu^2+Text(1)^2)*(tceu+Text(1)); hre3=(Ae34)*emissividadeext*tal*(tceu^2+Text(3)^2)*(tceu+Text(3)); hre4=(Ae34)*emissividadeext*tal*(tceu^2+Text(4)^2)*(tceu+Text(4)); hre5=(Ae56)*emissividadeext*tal*(tceu^2+Text(5)^2)*(tceu+Text(5)); hre6=(Ae56)*emissividadeext*tal*(tceu^2+Text(6)^2)*(tceu+Text(6)); %========================================================================= fprintf('\n')
disp(' Coeficiente externo de transferencia de calor por radiaçao para a face 1'); hrext1=hre1/Ae12;
disp(hrext1)
%================================FIM EXTERNO============================== %===============================INICIO INTERNO ============================ disp(' ')
disp(' CALCULO DOS COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECÇAO') disp(' PARA A SUPERFICIE INTERNA DA PAREDE E SUPERFICIE DA CARGA')
disp(' ')
Anexo A.1 – Listagem do programa 116
disp(' ')
disp(' DIMENSOES DA CARGA')
Lc=input(' Informe o comprimento da carga: '); if (Lc>Li)|(Lc<=0.005)
while (Lc>=Li)|(Lc<=0.005) if (Lc<=0.005)
errordlg('O valor deve ser maior do que o informado !','DIMENSOES DA CARGA') disp(' *** O valor deve ser maior do que o informado ! ***')
Lc=input(' Digite novamente o comprimento da carga: '); else
errordlg(['O comprimento da carga nao pode ser maior que ', num2str(Li),' metro(s) !']... ,'DIMENSOES DA CARGA')
disp([' *** O comprimento da carga nao pode ser maior que ', num2str(Li),... ' metro(s) ! ***'])
Lc=input(' Digite novamente o comprimento da carga: '); disp(' ')
end end end disp(' ')
Wc=input(' Informe a largura da carga: '); if (Wc>Wi)|(Wc<=0.005)
while (Wc>=Wi)|(Wc<=0.005) if (Wc<=0.005)
errordlg('O valor deve ser maior do que o informado !','DIMENSOES DA CARGA') disp(' *** O valor deve ser maior do que o informado ! ***')
Wc=input(' Digite novamente a largura da carga: '); else
errordlg(['A largura da carga nao pode ser maior que ', num2str(Wi),' metro(s) !']... ,'DIMENSOES DA CARGA')
disp([' *** A largura da carga nao pode ser maior que ', num2str(Wi)... ,' metro(s) ! ***'])
Wc=input(' Digite novamente a largura da carga: '); disp(' ')
end end end disp(' ')
Hc=input(' Informe a altura da carga: '); if (Hc>Hi)|(Hc<=0.005)
while (Hc>=Hi)|(Hc<=0.005) if (Hc<=0.005)
errordlg('O valor deve ser maior do que o informado !','DIMENSOES DA CARGA') disp([' *** O valor deve ser maior do que o informado ! ***'])
Hc=input(' Digite novamente a altura da carga: '); else
errordlg(['A altura da carga nao pode ser maior que ', num2str(Hi),' metro(s) !']... ,'DIMENSOES DA CARGA')
disp([' *** A altura da carga nao pode ser maior que ', num2str(Hi),' metro(s) ! ***']) Hc=input(' Digite novamente a altura da carga: ');
disp(' ') end end end
Ac34=Wc*Hc; Ac56=Lc*Hc;
Ac=(Ac12+Ac34+Ac56)*2; disp(' ')
disp([' Area total da carga e ',num2str(Ac)]) Vc=Wc*Hc*Lc; Ec=Vc/Ac; EW=Wi-Wc; EH=Hi-Hc; EL=Li-Lc; Epp=((EW+EH+EL)/6); Epp=Epp/2; disp(' ')
disp([' O espaçamento medio entre a carga e a parede interna e ', num2str(Epp),' metros']) disp(' ')
%============================= Condiçoes Internas ============================= qe=input(' Informe a quantidade de calor retirado no evaporador: ');
vsaid=input(' Informe a velocidade do ar na saida do evaporador em m/s: '); disp(' ')
tarinterno=input(' Informe a temperatura inicial do ar interno: '); ta=tarinterno;
tarinterno=tarinterno+273.15;
%=========================== CALCULOS DA CARGA =========================== alfacarga=input(' Informe o valor da difusidade termica da carga: ');
disp(' ')
tempcarga=input(' Informe a temperatura inicial da carga: '); TK=tempcarga;
kcarga=input(' Informe o valor da condutividade termica da carga: '); disp(' ') tempcarga=tempcarga+273.15; disp(' ') disp(' ') if (vsaid==0) x2=0; y2=1; else x2=1; y2=0; end vinterna=vsaid/2; tfluc=(tempcarga+tarinterno)/2; betac=1/tfluc; %AR INTERNO
Anexo A.1 – Listagem do programa 118 %=========================== Calculo do Ro ar interno =========================== roint=351.92*tarinterno^(-1.0017);
%======================== Calculo do Cp, K e Alfa ar interno ======================= cpint=(0.103409*10)+(-0.28488708*10^(-3)*tarinterno)+(0.7816818*10^(-6)*tarinterno^2)... +(-0.4970786*10^(-9)*tarinterno^3)+(0.1077024*10^(-12)*tarinterno^4); kint=(-2.276501*10^(-3))+(1.2598485*10^(-4)*tarinterno)+(-1.4815235*10^(-7)*tarinterno^2)... +(1.73550646*10^(-10)*tarinterno^3)+(-1.066657*10^(-13)*tarinterno^4)+(2.47663035*10^(-17)... *tarinterno^5); alfaint=(kint/(roint*cpint))/1000; %CARGA %============================= Calculo do Ro carga ============================= roc=351.92*tfluc^(-1.0017);
%========================== Calculo do Cp, K e Alfa carga ========================= cpc=(0.103409*10)+(-0.28488708*10^(-3)*tfluc)+(0.7816818*10^(-6)*tfluc^2)+(-0.4970786*10^(-9)... *tfluc^3)+(0.1077024*10^(-12)*tfluc^4); kc=(-2.276501*10^(-3))+(1.2598485*10^(-4)*tfluc)+(-1.4815235*10^(-7)*tfluc^2)+(1.73550646*10^(- 10)... *tfluc^3)+(-1.066657*10^(-13)*tfluc^4)+(2.47663035*10^(-17)*tfluc^5); alfac=(kc/(roc*cpc))/1000;
%==================== Calculo da Viscosidade Dinamica e Cinematica ================== viscosidadedinc=(-9.8601*10^(-1))+(9.080125*10^(-2)*tfluc)+(-1.17635575*10^(-4)*tfluc^2)... +(1.2349703*10^(-7)*tfluc^3)+(-5.7971299*10^(-11)*tfluc^4);
viscosidadecinc=viscosidadedinc/(roc*1000000);
%============================ Calculo de Prandtl carga =========================== prandtlc=viscosidadecinc/alfac;
%========================== Calculo de Reynolds carga =========================== reyc=vinterna*(Wc/2)/viscosidadecinc; %========================================================================= if (tempcarga>tarinterno) tzc=tempcarga-tarinterno; else tzc=tarinterno-tempcarga; end
%=========================== Calculo de Rayleigh carga ========================== rac=(9.8*betac*tzc*(Hc^3))/(viscosidadecinc*alfac);
%===================== Calculo de Nusselt para a superficie da carga =================== nuc=((0.037*(reyc^(4/5)))*(prandtlc^(1/3)))*x2... +(((0.825+((0.387*(rac^(1/6)))/((1+((0.492/prandtlc)^(9/16)))^(8/27))))^2))*y2; %========================================================================= disp(' ');
disp(' Superficie Carga')
disp(' RO Cp K Alfa V ') disp([roc;cpc;kc;alfac;viscosidadecinc]')
fprintf('\n')
disp(' Prandtl Reynolds Rayleigh 1 Rayleigh 2 Nusselt ') disp([prandtlc;reyc;rac;nuc;]')
fprintf('\n')
%========================================================================= hc=(nuc*kc)/(y2*Hc+x2*(Wc/2));
disp(['Coeficiente de transferencia de calor por convecçao para superficie da carga :', num2str(hc)]); disp(' ') %========================================================================= %=========================== CALCULOS INTERNOS =========================== disp(' ') for c=1:6 disp(' ') disp('Parede 1: teto ') disp('Parede 2: piso ')
disp('Parede 3: lateral direita ') disp('Parede 4: lateral esquerda ') disp('Parede 5: traseira ') disp('Parede 6: frente ') fprintf('\n')
tparedein(c)=input([' Informe a temperatura da superficie interna da parede ', num2str(c)... ,': ']); tparedein(c)=tparedein(c)+273.15; %========================================================================= disp(' '); if (vinterna==0) x7=0; y7=1; if (c==1)|(c==2) z7=1; s7=0; else z7=0; s7=1; end else x7=1; y7=0; if (c==1)|(c==2)|(c==5)|(c==6) z7=1; s7=0; else z7=0; s7=1; end end Lint(c)=Li*(x7)*(z7)+(Hi)*(x7)*(s7)+((Li*Wi)/((2*Wi)+(2*Li)))*(y7)*(z7)+Hi*(y7)*(s7); tflui(c)=(tparedein(c)+tarinterno)/2; betai(c)=1/tflui(c);
Anexo A.1 – Listagem do programa 120
%INTERNO
%============================ Calculo do Ro interno ============================= roi(c)=351.92*tflui(c)^(-1.0017);
%========================= Calculo do Cp, K e Alfa interno ========================= cpi(c)=(0.103409*10)+(-0.28488708*10^(-3)*tflui(c))+(0.7816818*10^(-6)*tflui(c)^2)+(- 0.4970786*10^(-9)*tflui(c)^3)+(0.1077024*10^(-12)*tflui(c)^4); ki(c)=(-2.276501*10^(-3))+(1.2598485*10^(-4)*tflui(c))+(-1.4815235*10^(- 7)*tflui(c)^2)+(1.73550646*10^(-10)*tflui(c)^3)+(-1.066657*10^(-13)*tflui(c)^4)+(2.47663035*10^(- 17)*tflui(c)^5); alfai(c)=(ki(c)/(roi(c)*cpi(c)))/1000;
%=================== Calculo da Viscosidade Dinamica e Cinematica ==================== viscosidadedini(c)=(-9.8601*10^(-1))+(9.080125*10^(-2)*tflui(c))+(-1.17635575*10^(-4)*tflui(c)^2)... +(1.2349703*10^(-7)*tflui(c)^3)+(-5.7971299*10^(-11)*tflui(c)^4);
viscosidadecini(c)=viscosidadedini(c)/(roi(c)*1000000);
%========================== Calculo de Prandtl interno ============================ prandtli(c)=viscosidadecini(c)/alfai(c);
%========================== Calculo de Reynolds interno ========================== reyi(c)=vinterna*Lint(c)/viscosidadecini(c); %========================================================================= if (tparedein(c)>tarinterno) tz(c)=tparedein(c)-tarinterno; else tz(c)=tarinterno-tparedein(c); end
%============================= Calculo de Rayleigh interno======================== rai(c)=((9.8*betai(c)*tz(c)*(Lint(c)^3))/(viscosidadecini(c)*alfai(c)));
%=========================== Teste da velocidade relativa ========================= if (vinterna==0) x8=0; if (c==1) y8=0; z8=0; s8=1; else if (c==2) y8=0; z8=1; s8=0; end if (c==3)|(c==4)|(c==5)|(c==6) y8=1; z8=0; s8=0; end end disp(' ')
else x8=1;y8=0;z8=0;s8=0; end %============================= Calculo de Nusselt ============================== nui(c)=((0.037*(reyi(c)^(4/5)))*(prandtli(c)^(1/3)))*x8... +(((0.825+((0.387*(rai(c)^(1/6)))/((1+((0.492/prandtli(c))^(9/16)))^(8/27))))^2))*y8... +(0.27*(rai(c)^(1/4)))*s8+(0.15*(rai(c)^(1/3)))*z8; %========================================================================= disp(' ');
disp(' Superficie Interna')
disp(' RO Cp K Alfa V ') disp([roi(c);cpi(c);ki(c);alfai(c);viscosidadecini(c)]') fprintf('\n')
disp(' Prandtl Reynolds Rayleigh Nusselt ') disp([prandtli(c);reyi(c);rai(c);nui(c);]')
fprintf('\n')
%========================================================================= hi(c)=(nui(c)*ki(c))/(Lint(c));
disp([' Coeficiente interno de convecçao e ', num2str(hi(c))]); disp(' ') absortc= emissivc= qr(c)=(absortc*tal*(tparedein(c))^4)-(emissivc*tal*(tempcarga)^4); end qr= (qr(1)+qr(2)+qr(3)+qr(4)+qr(5)+qr(6))/6; %============================== EVAPORADOR ============================= if qe>0 kcarga=kint; alfacarga=alfaint; end %========================================================================= t1=tparedein(1); t2=tparedein(2); t3=tparedein(3); t4=tparedein(4); t5=tparedein(5); t6=tparedein(6); %============================= H da parede interna ============================== he1=he(1); he2=he(2); he3=he(3); he4=he(4); he5=he(5); he6=he(6); hi1=hi(1); hi2=hi(2); hi3=hi(3);
Anexo A.1 – Listagem do programa 122 hi4=hi(4);
hi5=hi(5); hi6=hi(6);
%==========================Fluxo de calor sobre a carga =========================== qc=hc*(tarinterno-tempcarga);
qrc=qc+qr;
qri=-(qrc*Ac/6)/Ai12;
%========================= Calculo do Calor Solar Absorvido ======================= sigma=(23.45*sin(2*pi*((284+dia)/365)));
Ws=180*(acos(-tan(latitude*pi/180)*tan(sigma*pi/180)))/pi; bennetta=input(' Informe o coeficiente de Bennett (a): '); disp(' ')
bennettb=input(' Informe o coeficiente de Bennett (b): '); disp(' ')
bennettc=input(' Informe o coeficiente de Bennett (c): '); disp(' ')
gsc=1367;
insolacao=input(' Informe o numero de insolacao diaria em media mensal: '); disp(' ')
medinsolac=insolacao/mes; Nthor=0.1333*(Ws);
disp([' Nthor :', num2str(Nthor)]);
hangular=(15*((hora+.5)-12)); % Hora angular
a=0.409+(0.5016*sin((Ws-60)*pi/180)); % Ws em Graus disp([' a : ', num2str(a)]); b=0.6609-(0.4767*sin((Ws-60)*pi/180)); disp([' b : ', num2str(b)]); Rt=(pi/24)*(a+(b*cos(hangular*pi/180)))*((cos(hangular*pi/180)-cos(Ws*pi/180))/(sin(Ws*pi/180)... -((pi*Ws/180)*cos(Ws*pi/180)))); disp([' Rt : ', num2str(Rt)]); Hzero=((24*3600*gsc)/pi)*(1+(0.033*(cos((2*pi*dia)/365))))*(cos(latitude*pi/180)*cos(sigma*pi/180).. . *sin(Ws*pi/180)+(Ws*pi/180)*sin(latitude*pi/180)*sin(sigma*pi/180)); disp([' H zero : ', num2str(Hzero)]);
H=Hzero*(bennetta+(bennettb*(medinsolac./Nthor))+(bennettc.*altitude)); disp([' H : ', num2str(H)]); I=H*Rt; Radsolmedhor=I; if (Radsolmedhor<0) Radsolmedhor=0; end
disp([' Radiaçao Solar em media horaria ', num2str(I),' j/m^2']) fprintf('\n')
qs=((Radsolmedhor*Ae12)*absortext1)/3600
%========================================================================= alfaI=input(' Informe a difusidade termica para o isolamento das paredes: ');
fprintf('\n')
kI=input(' Informe a condutividade termica para o isolamento das paredes: '); fprintf('\n')
if (erro>1)|(erro<=0) while (erro>1)|(erro<=0)
errordlg('Dado incorreto!','MARGEM DE ERRO') disp(' Dado incorreto!');
erro=input(' Digite o dado novamente: '); disp(' ') end end fprintf('\n') Tm11(1)=Text(1); Tm12(1)=Text(2); Tm13(1)=Text(3); %externo Tm14(1)=Text(4); Tm15(1)=Text(5); Tm16(1)=Text(6); Tm1(1)=tparedein(1); Tm2(1)=tparedein(2); Tm3(1)=tparedein(3); Tm4(1)=tparedein(4); %interno Tm5(1)=tparedein(5); Tm6(1)=tparedein(6); Tmm1(1)=tarinterno; Tc(1)=tempcarga; %=========================== Determinando o delta T ============================= c1=((EspI(1)*hi1)/kI); rI1=1/(2*(c1+1)); dt1=(rI1*EspI(1)^2)/alfaI; c2=((EspI(2)*hi2)/kI); rI2=1/(2*(c2+1)); dt2=(rI2*EspI(2)^2)/alfaI; c3=((EspI(3)*hi3)/kI); rI3=1/(2*(c3+1)); dt3=(rI3*EspI(3)^2)/alfaI; c4=((EspI(4)*hi4)/kI); rI4=1/(2*(c4+1)); dt4=(rI4*EspI(4)^2)/alfaI; c5=((EspI(5)*hi5)/kI); rI5=1/(2*(c5+1)); dt5=(rI5*EspI(5)^2)/alfaI; c6=((EspI(6)*hi6)/kI); rI6=1/(2*(c6+1)); dt6=(rI6*EspI(6)^2)/alfaI; rI7=1/(2*(((EspI(1)*hre1)/(kI*Ai12))+((EspI(1)*he1)/kI)+1)); dt7=(rI7*EspI(1)^2)/alfaI; rI8=1/(2*(((he2*EspI(2))/kI)+1)); dt8=(rI8*EspI(2)^2)/alfaI; rI9=1/(2*(((EspI(3)*hre3)/(kI*Ai34))+((EspI(3)*he3)/kI)+1)); dt9=(rI9*EspI(3)^2)/alfaI; rI10=1/(2*(((EspI(4)*hre4)/(kI*Ai34))+((EspI(4)*he4)/kI)+1));
Anexo A.1 – Listagem do programa 124 dt10=(rI10*EspI(4)^2)/alfaI; rI11=1/(2*(((EspI(5)*hre5)/(kI*Ai56))+((EspI(5)*he5)/kI)+1)); dt11=(rI11*EspI(5)^2)/alfaI; rI12=1/(2*(((EspI(6)*hre6)/(kI*Ai56))+((EspI(6)*he6)/kI)+1)); dt12=(rI12*EspI(6)^2)/alfaI; rc=1/((2*Ec*hc)/kcarga); dt13=(rc*Ec^2)/alfacarga; ci=Epp/(kint*Ai); ri=1/(ci*(Ai12*(hi1+hi2)+Ai34*(hi3+hi4)+Ai56*(hi5+hi6)+(hc*Ac))); dt0=(ri*Epp^2)/alfaint;
disp(' Valor do Delta T:')
v=[dt1 dt2 dt3 dt4 dt5 dt6 dt7 dt8 dt9 dt10 dt11 dt12 dt13 dt0]' deltaT=min(v)*.7;
fprintf('\n') disp(deltaT)
ttotal=input(' Informe o tempo total de realizaçao do teste (em minutos): '); ttotal=ttotal*60;