Modelagem de um processo térmico de dessalinização solar por umidificação e desumidificação

Autor: Bruno Lacerda de Oliveira Campos
Přispěvatelé: Esly Ferreira da Costa Junior, Anderson Laécio Galindo Trindade, Éder Domingos de Oliveira
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: Devido a fatores como o aquecimento global, o crescimento populacional e a degradação do meio ambiente, o acesso à água potável tem se tornado um problema em muitas regiões do planeta, especialmente onde o clima é seco. No Brasil, já há uma planta de dessalinização em operação em Fernando de Noronha para suprir a demanda de água potável, bem como outras em fase de projeto em Fortaleza, Cubatão e Sergipe. A dessalinização solar por umidificação-desumidificação é um método cuja fonte energética é limpa e renovável, sendo uma alternativa interessante para a purificação de água salgada ou salobra para consumo humano. Os trabalhos de modelagem desse sistema podem ser divididos em dois grupos: aqueles que consideram ar saturado em todo o sistema e aqueles que não adotam essa consideração e elaboram um modelo mais complexo. Nesse trabalho, propõe-se empregar essas duas estratégias para o desenvolvimento de modelos desse processo. Tais modelos possuem parâmetros a serem estimados a partir de dados experimentais da literatura. Os resultados de predição de produção de destilado dos dois modelos desenvolvidos apresentaram erros médios 48% e 61% menores que os reportados na literatura, sendo que o modelo que considera saturação em apenas uma das correntes de ar foi o mais eficaz, tornando-o o modelo recomendado para cálculos de projeto, otimização, análises de sensibilidades, entre outros. De acordo com a análise de sensibilidade de parâmetros de entrada na produção de destilado, as seguintes variações geraram aumento significativo na vazão de destilado: aumento na taxa de calor efetiva absorvida no coletor solar, aumento nas alturas do condensador e umidificador, aumento na temperatura da água do mar de alimentação e decréscimo na vazão de água do mar de alimentação. Verificou-se que o aumento conjunto das colunas de umidificação e condensação gera maior ganho na produção de destilado que um aumento em apenas uma das colunas. Due to factors such as global warming, population growth and environment degradation, access to drinking water has become a problem in many regions of the planet, especially where the weather is dry. In Brazil, there is already a desalination plant in operation in Fernando de Noronha to supply the fresh water demand, besides others in a project phase in Fortaleza, Cubatão and Sergipe. Solar desalination by humidification-dehumidification is a method whose energy source is clean and renewable, and is an interesting alternative to purifying salt or brackish water for human consumption. Modeling works of this system may be divided in two groups: those that consider saturated air in the whole system and the ones that do not adopt this consideration and develop a more complex model. In this work, both strategies are proposed to the development of the models. These models have parameters to be estimated from literature experimental data. The prediction results of distillate production from both developed models present average errors 48% and 61% lower than the ones reported in literature, and the most efficient model was the one in which it was considered saturation in only one of the air streams, so that it is the recommended model for project calculations, optimization, sensibility analysis, and others. According to the sensibility analysis of distillate production in relation to input parameters, the following variations led to significant increase in distillate flow rate: increase in the effective absorbed heat in the solar collector, increase in the heights of the condenser and the humidifier, increase in the temperature of feed seawater and decrease in the feed seawater flow rate. It was verified that the joint increase in the humidification and condensation columns led to greater gain in distillate production than a single increase in one of the columns.
Databáze: OpenAIRE
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