Estudo das viabilidades térmica e econômica de um secador solar de exposição direta fabricado com materiais de baixo custo
A study of the thermal and economic viability of the direct exposure solar dryer manufactured with low cost materials, using 1900g of apple (Malus Domestica) is presented. The solar dryer works with natural air circulation and stands out for its low cost and ease of operation and maintenance. The...
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Main Author: | |
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Other Authors: | |
Format: | masterThesis |
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Published: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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Subjects: | |
Online Access: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52607 |
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Energia solar Secador solar Secagem de alimentos Baixo custo Viabilidades CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
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Energia solar Secador solar Secagem de alimentos Baixo custo Viabilidades CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Lopes, Josenilton dos Santos Estudo das viabilidades térmica e econômica de um secador solar de exposição direta fabricado com materiais de baixo custo |
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A study of the thermal and economic viability of the direct exposure solar
dryer manufactured with low cost materials, using 1900g of apple (Malus
Domestica) is presented. The solar dryer works with natural air circulation and
stands out for its low cost and ease of operation and maintenance. The study stages
consisted of using a solar dryer in two configurations: Configuration 1 – without
thermal insulation and Configuration 2 – With thermal insulation, selection and
preparation of the raw material, analysis of drying throughout the dryer (3 samples,
located in the input, center and output in the two configurations of the solar dryer),
use of instruments for measuring data (solar radiation, air velocity, mass,
temperature and time), and analysis of the efficiency of the process. The results
were compared with other dryers and demonstrated the economic and thermal
viability of the studied solar dryer. Configuration 2 provided superior results
compared to Configuration 1. Thermal Efficiency of 10%, process efficiency,
91.65%, average instantaneous solar irradiance of 990 W/m^2 and total cost of
R$298.48. Furthermore, the moisture contents of the samples were adjusted to five
mathematical models commonly used in solar drying. To verify the goodness of fit,
the following statistical parameters were considered: coefficient of determination
(r^2), root mean square error (RSME) and chi-square (χ^2). Midilli and Kuçuk's
model showed adequate adjustment of the experimental data of samples A, B and
C in Configurations 1 and 2. In the end, the dehydrated apple slices had a
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ri-123456789-526072023-06-05T19:22:58Z Estudo das viabilidades térmica e econômica de um secador solar de exposição direta fabricado com materiais de baixo custo Study of the thermal and economic feasibilities of a direct exposure solar dryer manufactured with low cost materials Lopes, Josenilton dos Santos Souza, Luiz Guilherme Meira de http://lattes.cnpq.br/2544719223085086 http://lattes.cnpq.br/0801747108308706 Aquino, Marcos Silva de https://orcid.org/0000-0003-4260-3259 http://lattes.cnpq.br/8780485157382325 Batista, Salomão Sávio Energia solar Secador solar Secagem de alimentos Baixo custo Viabilidades CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA A study of the thermal and economic viability of the direct exposure solar dryer manufactured with low cost materials, using 1900g of apple (Malus Domestica) is presented. The solar dryer works with natural air circulation and stands out for its low cost and ease of operation and maintenance. The study stages consisted of using a solar dryer in two configurations: Configuration 1 – without thermal insulation and Configuration 2 – With thermal insulation, selection and preparation of the raw material, analysis of drying throughout the dryer (3 samples, located in the input, center and output in the two configurations of the solar dryer), use of instruments for measuring data (solar radiation, air velocity, mass, temperature and time), and analysis of the efficiency of the process. The results were compared with other dryers and demonstrated the economic and thermal viability of the studied solar dryer. Configuration 2 provided superior results compared to Configuration 1. Thermal Efficiency of 10%, process efficiency, 91.65%, average instantaneous solar irradiance of 990 W/m^2 and total cost of R$298.48. Furthermore, the moisture contents of the samples were adjusted to five mathematical models commonly used in solar drying. To verify the goodness of fit, the following statistical parameters were considered: coefficient of determination (r^2), root mean square error (RSME) and chi-square (χ^2). Midilli and Kuçuk's model showed adequate adjustment of the experimental data of samples A, B and C in Configurations 1 and 2. In the end, the dehydrated apple slices had a satisfactory texture and appearance and were crushed to produce flour. Apresenta-se o estudo das viabilidades térmica e econômica do secador solar de exposição direta fabricado com materiais de baixo custo, utilizando 1900g de maçã (Malus Domestica). O secador solar trabalha em regime de circulação natural de ar e destaca-se pelo baixo custo e facilidade de operação e manutenção. As etapas do estudo consistiram na utilização de um secador solar em duas configurações: Configuração 1 – sem isolante térmico e Configuração 2 – Com isolante térmico, seleção e preparo da matéria-prima, análise da secagem ao longo do secador (3 amostras, localizadas na entrada, centro e saída nas duas configurações do secador solar), utilização de instrumentos para medição dos dados (radiação solar, velocidade do ar, massa, temperatura e tempo), e análise da eficiência do processo. Os resultados foram comparados com outros secadores e demonstraram a viabilidade econômica e térmica do secador solar estudado. A Configuração 2 proporcionou resultados superiores comparando com a Configuração 1. O Rendimento térmico de 10,87%, a eficiência do processo, 93,65%, a média da irradiância solar global instantânea de 990 W/m^2 e custo total de R$298,48. Além disso, os teores de umidade das amostras foram ajustados a cinco modelos matemáticos comumente utilizados na secagem solar. Para verificar a qualidade do ajuste, considerou-se os seguintes parâmetros estatísticos: coeficiente de determinação ( 2 ), raiz do erro quadrático médio ( ) e qui-quadrado ( 2 ). O modelo de Midilli e Kuçuk apresentou ajuste adequado dos dados experimentais das amostras A, B e C nas Configurações 1 e 2. Ao final, as amostras de maçã desidratada apresentaram textura e aparência satisfatórias e foram trituradas para produção de farinha. 2023-06-05T19:22:21Z 2023-06-05T19:22:21Z 2023-03-31 masterThesis LOPES, Josenilton dos Santos. Estudo das viabilidades térmica e econômica de um secador solar de exposição direta fabricado com materiais de baixo custo. Orientador: Luiz Guilherme Meira de Souza. 2023. 103f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52607 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA |