Fibras de sisal (Agave sisalana) como isolante térmico de tubulações

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In the last decades there was a significant increasing of the numbers of researchers that joint efforts to find alternatives to improve the development of low environmental impact technology. Materials based on renewable resources have enormous potentials of applications and are seen as alternatives...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Neira, Dorivalda Santos Medeiros
Outros Autores: Marinho, George dos Santos
Formato: Dissertação
Idioma:por
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Isolamento térmico
Tubulações
Fibra de sisal
Agave sisalana
Thermal insulation
Pipeline
Sisal fiber
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15545
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Neira, Dorivalda Santos Medeiros
Fibras de sisal (Agave sisalana) como isolante térmico de tubulações
description In the last decades there was a significant increasing of the numbers of researchers that joint efforts to find alternatives to improve the development of low environmental impact technology. Materials based on renewable resources have enormous potentials of applications and are seen as alternatives for the sustainable development. Within other parameters, the sustainability depends on the energetic efficiency, which depends on the thermal insulation. Alternative materials, including vegetal fibers, can be applied to thermal insulation, where its first goal is to minimize the loss of energy. In the present research, it was experimentally analyzed the thermal behavior of fiber blankets of sisal (Agave sisalana) with and without surface treatment with oxide hidroxide (NaOH). Blankets with two densities (1100/1200 and 1300/1400 g/m2) were submitted to three rates of heat transfer (22.5 W, 40 W and 62.5 W). The analysis of the results allowed comparing the blankets treated and untreated in each situation. Others experiments were carried out to obtain the thermal conductivity (k), heat capacity (C) and the thermal diffusivity (α) of the blankets. Thermo gravimetric analyses were made to the verification of the thermal stability. Based on the results it was possible to relate qualitatively the effect of the heat transfer through the sisal blankets subjected to three heat transfer rates, corresponding to three temperature values (77 °C, 112 °C e 155 °C). To the first and second values of temperature it was verified a considerable reduction on the rate of heat transfer; nevertheless, to the third value of temperature, the surface of the blankets (treated and untreated) in contact with the heated surface of the tube were carbonized. It was also verified, through the analyses of the results of the measurements of k, C e α, that the blankets treated and untreated have values near to the conventional isolating materials, as glass wool and rock wool. It could be concluded that is technically possible the use of sisal blankets as constitutive material of thermal isolation systems in applications where the temperature do not reach values greater than 112 ºC
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Within other parameters, the sustainability depends on the energetic efficiency, which depends on the thermal insulation. Alternative materials, including vegetal fibers, can be applied to thermal insulation, where its first goal is to minimize the loss of energy. In the present research, it was experimentally analyzed the thermal behavior of fiber blankets of sisal (Agave sisalana) with and without surface treatment with oxide hidroxide (NaOH). Blankets with two densities (1100/1200 and 1300/1400 g/m2) were submitted to three rates of heat transfer (22.5 W, 40 W and 62.5 W). The analysis of the results allowed comparing the blankets treated and untreated in each situation. Others experiments were carried out to obtain the thermal conductivity (k), heat capacity (C) and the thermal diffusivity (α) of the blankets. Thermo gravimetric analyses were made to the verification of the thermal stability. Based on the results it was possible to relate qualitatively the effect of the heat transfer through the sisal blankets subjected to three heat transfer rates, corresponding to three temperature values (77 °C, 112 °C e 155 °C). To the first and second values of temperature it was verified a considerable reduction on the rate of heat transfer; nevertheless, to the third value of temperature, the surface of the blankets (treated and untreated) in contact with the heated surface of the tube were carbonized. It was also verified, through the analyses of the results of the measurements of k, C e α, that the blankets treated and untreated have values near to the conventional isolating materials, as glass wool and rock wool. It could be concluded that is technically possible the use of sisal blankets as constitutive material of thermal isolation systems in applications where the temperature do not reach values greater than 112 ºC Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Nas últimas décadas, têm sido grandes os esforços dos pesquisadores na busca por alternativas sustentáveis e conhecimentos sobre como se poderá continuar promovendo o desenvolvimento sem que isso ocorra de forma agressiva ao ambiente. Materiais oriundos de fontes renováveis possuem grande potencial de aplicabilidade e são vistos como alternativas para um desenvolvimento sustentável. Dentre outros parâmetros, a sustentabilidade depende da eficiência energética e essa, por sua vez, depende de isolantes térmicos. Materiais alternativos, entre eles as fibras vegetais, podem ser aplicadas para fins de isolamento térmico, cujo principal objetivo é minimizar as perdas de energia. Na presente pesquisa, analisou-se experimentalmente a aplicabilidade de mantas de fibras de sisal (Agave sisalana), in natura e com tratamento superficial com hidróxido de sódio (NaOH), à isolação térmica. Foram utilizadas mantas de duas gramaturas (1100/1200 e 1300/1400 g/m2) submetidas a três taxas de transferência de calor (22,5 W, 40 W e 62,5 W). A análise dos resultados obtidos permitiu comparar a capacidade de isolação das mantas tratada e in natura em cada situação. Ensaios foram realizados para determinação da condutividade térmica (k), capacidade calorífica (C) e a difusividade térmica (α) das mantas; a estabilidade térmica foi verificada por meio de análise termogravimétrica (TGA). Com base nos resultados, foi possível relacionar qualitativamente o efeito da transferência de calor através das mantas de sisal submetidas a três condições de aquecimento, correspondentes a três valores de temperatura (77 ºC, 112 ºC e 155 ºC). Nas duas condições iniciais, verificou-se que as mantas de sisal proporcionaram uma significativa redução da taxa de transferência de calor. Na terceira condição (155 °C), contudo, as superfícies das mantas (tratadas e in natura) em contato com a superfície aquecida do tubo ficaram carbonizadas. Por meio das análises dos resultados das medições de k, C e α, constatou-se que as mantas tratadas e in natura apresentaram valores bem próximos aos de materiais isolantes comerciais (lã de vidro e lã de rocha). Pôde-se concluir que mantas de sisal podem ser empregadas como material constituinte de sistemas de isolação térmica para aplicações em que a temperatura não ultrapasse 112 ºC 2014-12-17T14:57:45Z 2006-11-30 2014-12-17T14:57:45Z 2005-12-16 masterThesis NEIRA, Dorivalda Santos Medeiros. Fibras de sisal (Agave sisalana) como isolante térmico de tubulações. 2005. 80 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Materiais; Projetos Mecânicos; Termociências) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2005. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15545 por Acesso Aberto application/pdf application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte BR UFRN Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Tecnologia de Materiais; Projetos Mecânicos; Termociências

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