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Estudo numérico sobre reservatórios de energia térmica
| datacite.subject.fos | Ciências Médicas | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Rego, Rui Filipe Neves de Araújo | |
| dc.contributor.author | Graça, João Maria Correia Gagliardini | |
| dc.date.accessioned | 2024-12-04T10:50:34Z | |
| dc.date.available | 2024-12-04T10:50:34Z | |
| dc.date.issued | 2024-10-17 | |
| dc.description.abstract | O presente estudo investiga a otimização do desempenho de tanques de armazenamento térmico, com foco na operação de carga, descarga e stand-by. O estudo aborda a influência de diversos parâmetros operacionais e geométricos sobre a eficiência e a estratificação térmica dos tanques. As análises foram realizadas utilizando simulações CFD através do software OpenFOAM. A investigação inclui a avaliação de diferentes razões entre a altura e diâmetro, ou seja, relações de aspeto (AR), caudais de entrada e saídas de água, bem como o impacto da temperatura inicial e do isolamento, através dos número de Péclet, Richardson, MIX e das eficiências energéticas e exergéticas. A análise dos resultados revela que um aumento na diferença de temperatura de trabalho e uma redução no caudal contribuem significativamente para uma melhor estratificação térmica e eficiência energética. O estudo também destaca a importância da posição das portas de admissão e extração, com a utilização de cotovelos para melhorar a eficiência de armazenamento. Além disso, a análise do comportamento térmico durante o stand-by mostrou que o tanque possui uma boa capacidade de isolamento, mantendo temperaturas internas superiores à do ambiente mesmo após longos períodos de perda de calor. Os resultados obtidos confirmam que a otimização dos parâmetros operacionais e geométricos, juntamente com uma análise cuidadosa do isolamento, é crucial para o desenvolvimento de sistemas de armazenamento térmico mais eficientes. As simulações CFD foram essenciais para explorar e testar essas variáveis, proporcionando uma ferramenta eficaz para a análise e otimização de sistemas térmicos antes da construção de protótipos reais | pt_PT |
| dc.description.abstract | This study investigates the optimization of thermal storage tank performance, focusing on charging, discharging, and stand-by operations. The research explores the influence of various operational and geometric parameters on the efficiency and thermal stratification of tanks. CFD simulations were employed using the OpenFOAM software. The investigation includes the assessment of different aspect ratios (AR), inlet flow rates, and water outlet configurations, as well as the impact of initial temperature and insulation, through the Péclet, Richardson, and MIX numbers, along with energy and exergy efficiencies. The results reveal that increasing the temperature differential and reducing the flow rate significantly enhance thermal stratification and energy efficiency. The study also highlights the importance of inlet and outlet port positioning, with the use of elbows improving storage efficiency. Furthermore, the stand-by thermal behavior analysis demonstrated that the tank has good insulation capacity, maintaining internal temperatures above the ambient temperature even after extended periods of heat loss. The findings confirm that optimizing operational and geometric parameters, along with careful insulation analysis, is crucial for developing more efficient thermal storage systems. CFD simulations were essential for exploring and testing these variables, providing an effective tool for analyzing and optimizing thermal systems prior to constructing physical prototypes. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203733177 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/26633 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | CFD | pt_PT |
| dc.subject | TES systems | pt_PT |
| dc.subject | Péclet | pt_PT |
| dc.subject | Richardson | pt_PT |
| dc.subject | MIX | pt_PT |
| dc.subject | Energy | pt_PT |
| dc.subject | Exergy | pt_PT |
| dc.subject | Flow rate | pt_PT |
| dc.subject | Temperature | pt_PT |
| dc.subject | Aspect ratio | pt_PT |
| dc.subject | Stratification | pt_PT |
| dc.subject | Thermocline | pt_PT |
| dc.subject | Sistemas de armazenamento de energia térmica | pt_PT |
| dc.subject | Número de Péclet | pt_PT |
| dc.subject | Número de Richardson | pt_PT |
| dc.subject | Número MIX, | pt_PT |
| dc.subject | Eficiência energética | pt_PT |
| dc.subject | Eficiência exergética | pt_PT |
| dc.subject | Estratificação | pt_PT |
| dc.subject | Termoclina | pt_PT |
| dc.title | Estudo numérico sobre reservatórios de energia térmica | pt_PT |
| dc.title.alternative | Numerical study of thermal energy tanks | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Mecânica | pt_PT |