Desenvolvimento de um código computacional para calcular a transferência de calor em paredes multicamadas

Gonçalves Filho, Pedro Batalha

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.uema.br/jspui/handle/123456789/1237

Título:	Desenvolvimento de um código computacional para calcular a transferência de calor em paredes multicamadas
Título(s) alternativo(s):	Development of a computational code to calculate heat transfer in multilayer walls
Autor(es):	Gonçalves Filho, Pedro Batalha
Orientador:	Amaral, Henrique Mariano Costa do
Membro da Banca:	Abreu, Ivanildo Silva
Membro da Banca:	Silva, Reinaldo de Jesus da
Data do documento:	2019-01-29
Editor:	Universidade Estadual do Maranhão
Resumo:	Um bom isolamento térmico residencial implica, na maioria das vezes, em maior conforto térmico e economia de energia para manter o ambiente na temperatura adequada. Infelizmente, a maioria dos locais não possuem um isolamento térmico adequado e o alto custo do uso de equipamentos que convertem trabalho em calor, como bombas de calor e refrigeradores, reduz a disponibilidade para utilização desses, principalmente por aqueles que possuem baixa renda. A fim de contornar esse obstáculo, foi elaborada essa pesquisa cujo objetivo principal é desenvolver um programa, por meio de um código computacional, para analisar o comportamento térmico de paredes submetidas a diversas situações diferentes e, assim, facilitar o projeto de locais com melhor isolamento térmico. No programa, é possível variar a quantidade de camadas na parede com diferentes materiais, alterar a cor da superfície submetida a radiação solar, bem como a orientação da parede em relação ao Sol. Utilizou-se o modelo transiente e unidimensional da equação do calor para resolver o problema. A equação da energia foi discretizada espacialmente pelo Método dos Volumes Finitos e temporal pela Formulação Implícita. Foram analisados quatro (4) exemplos com propriedades diferentes (quantidade de camadas, azimute e absortividade da superfície). A influência dessas variações foram verificadas em cada caso. Com a análise dos exemplos da simulação, foi verificado, que sem a presença do material isolante (poliestireno), a temperatura interna da parede é consideravelmente mais sensível à temperatura da superfície externa da parede, com 1,4944°C de diferença com uma parede com isolamento (Ex 1 e Ex 2). Devido questões óticas da radiação solar, notou-se que diferentes orientações resultam em diferentes temperaturas nas superfícies interna e externa. Além disso, nos resultados também verificou-se que a pintura externa de uma edificação é bastante relevante para a temperatura na parede, sendo as superfícies de menor absortividade as melhores para a diminuição da temperatura interna em ambiente tropical. Devido às inúmeras propriedades calculadas, conclui-se que o código computacional desenvolvido é uma excelente ferramenta para análise e previsão do comportamento térmico de edificações e pode ser utilizado para diversas finalidades e condições, como em projetos arquitetônicos ou de energia solar.
Resumo:	Good residential thermal insulation often implies greater thermal comfort and energy savings to keep the room at the right temperature. Unfortunately, most locations do not have adequate thermal insulation and the high cost of using equipment that converts work to heat, such as heat pumps and refrigerators, reduces the availability of such equipment, especially by those with low incomes. In order to overcome this obstacle, this research was developed, the main objective of which is to develop a program, through a computer code, to analyze the thermal behavior of walls subjected to different situations and, thus, to facilitate the design of better insulated places thermal. In the program, it is possible to vary the amount of layers in the wall with different materials, to change the color of the surface subjected to solar radiation, as well as the orientation of the wall in relation to the Sun. The transient and one-dimensional model of the heat equation for solve the problem. The energy equation was spatially discretized by the Finite Volume Method and temporal by Implicit Formulation. Four (4) examples with different properties (number of layers, azimuth and surface absorptivity) were analyzed. The influence of these variations was verified in each case. With the analysis of the simulation examples, it was verified that without the presence of the insulating material (polystyrene), the internal temperature of the wall is considerably more sensitive to the temperature of the external surface of the wall, with 1.4944 ° C difference with a wall with insulation (Ex 1 and Ex 2). Due to optical issues of solar radiation, it has been noted that different orientations result in different temperatures on the inner and outer surfaces. Moreover, in the results it was also verified that the exterior painting of a building is very relevant for the temperature in the wall, with the surfaces of lower absorptivity being the best for the reduction of the internal temperature in tropical environment. Due to the numerous calculated properties, it is concluded that the computational code developed is an excellent tool for analysis and prediction of the thermal behavior of buildings and can be used for various purposes and conditions, such as architectural or solar energy projects.
Palavras-chave:	Método dos volumes finitos Multicamadas Isolamento térmico Formulação implícita Convecção Radiação – Condução
Aparece nas coleções:	Mestrado Profissional em Engenharia de Computação e Sistemas - CCT - Dissertações

Arquivos associados a este item:

Arquivo	Descrição	Tamanho	Formato
DISSERTAÇÃO - PEDRO BATALHA GONÇALVES FILHO - PECS CCT UEMA 2019.pdf	PDF A	1.07 MB	Adobe PDF	Visualizar/Abrir

Mostrar registro completo do item Visualizar estatísticas

UEMA Repositório

O UEMA Repositório preserva e provê acesso fácil e aberto a todos os tipos de objetos digitais, incluindo: textos, imagens, vídeos e conjuntos de dados.