Autor

Paulo Vinicius Trevizoli


Orientador

Jader Riso Barbosa Jr.


Data de publicação

27/08/2015


Categoria

#Teses

Resumo

A pesquisa por tecnologias alternativas busca o desenvolvimento de sistemas térmicos com menor consumo energético e ambientalmente amigáveis. Neste contexto, a refrigeração magnética, baseada no efeito magnetocalórico, se destaca como uma tecnologia alternativa promissora para o desenvolvimento de sistemas de refrigeração. O presente trabalho de doutoramento tem por objetivo fazer uma análise teórico-experimental de regeneradores passivos e magnético-ativos para aplicações em sistemas de refrigeração. O estudo de matrizes regenerativas passivas servirá de base para a avaliação das matrizes ativas. Logo, o trabalho desenrola-se em duas frentes de pesquisa. A primeira tem como objetivo estudar o desempenho térmico e hidrodinâmico de regeneradores passivos por meio da avaliação da efetividade e perdas viscosas. A segunda frente tem como objetivo avaliar regeneradores magnético-ativos quanto a sua aplicação em um ciclo de refrigeração, sendo extraídas informações acerca da capacidade de refrigeração, da diferença de temperaturas entre os reservatórios térmicos do sistema e do coeficiente de performance. Ambas as frentes de pesquisa terão abordagem experimental e numérica. Na primeira, foi projetado e construído um aparato para a avaliação de regeneradores passivos e magnético-ativos, além da fabricação de diferentes geometrias de matrizes (placas paralelas, banco de pinos e leito de esferas) para a avaliação e comparação de seus respectivos desempenhos térmicos. Já na abordagem numérica, foi desenvolvido um modelo unidimensional e transiente, baseado em volumes finitos, o qual resolve a equação da quantidade de movimento para meios porosos e as equações da energia para as fases fluida e sólida de forma acoplada. Diferentes tipos de perdas como o campo desmagnetizante interno, além de perdas térmicas para o ambiente, condução axial e volume morto foram incluídas no modelo. Por fim, é proposta uma metodologia de otimização de regeneradores baseada na Teoria da Minimização da Entropia, implementada no modelo numérico.

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