Browsing by Author "Silva, Filipe Emanuel Brito da"
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- Armazenamento de hidrogénio no estado líquidoPublication . Silva, Filipe Emanuel Brito da; Ribeiro, Leonardo José da SilvaO presente trabalho aborda o estudo de um sistema de armazenamento de hidrogénio no estado líquido com sistema de refrigeração integrado. O principal objetivo será estudar a viabilidade da utilização do hidrogénio líquido, recorrendo a um modelo matemático para cálculo dos ganhos térmicos do tanque contemplando diferentes geometrias, dimensões e materiais construtivos. Para isso será então dimensionado um sistema de refrigeração. A revisão bibliográfica apresenta as propriedades e características de maior relevância do hidrogénio, algumas questões de segurança no que toca à utilização de hidrogénio como combustível, métodos de armazenamento, método de cálculo para definir o ganho térmico do tanque, materiais ideais para a construção do tanque, fluidos frigorigéneos adequados para uso criogénico e método de cálculo para dimensionamento do sistema de refrigeração. Após a obtenção dos resultados foi possível concluir que o tanque cilíndrico disposto na horizontal apresenta o valor de ganho térmico mais reduzido, 3,32 W, 1 a 400% inferior quando comparado com o tanque cilíndrico disposto na vertical e esférico, nomeadamente. O material de isolamento com melhor comportamento são as microesferas apresentando valores de ganho térmico 17 a 32 vezes inferiores aos valores da poliimida no caso do tanque cilíndrico e esférico, nomeadamente. O aumento da espessura em 500% é traduzido na redução do ganho térmico entre 400 a 450%. A amplitude térmica diária poderá implicar uma variação do ganho térmico de 3,5 a 7% entre as temperaturas mínima e máxima. O sistema de refrigeração apresenta um COP de 7,04 e o termo Wcomp/Qevap apresenta um valor de 0,14. Por forma a obter a melhor eficiência de compressão deverá ser considerado o sobreaquecimento ou sobreaquecimento e subarrefecimento do R-702p. O aumento da temperatura de condensação em 35oC é traduzido na diminuição do COP em 19% e o aumento do fluxo mássico em 8%. Quando utilizado o R-134a no último subciclo são obtidos COP até 11% superiores, razões de compressão 7% inferiores e temperaturas de sobreaquecimento 22% inferiores. Quanto ao consumo energético mensal por unidade de massa de hidrogénio, o tanque cilíndrico apresenta o seguinte valor 2984,3 kJ/kgLH2 e o tanque esférico 11114,3 kJ/kgLH2. Estes valores representam 2,51 e 9,36% da energia armazenada no tanque cilíndrico e esférico, nomeadamente.