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Título: Estudo da transferência de calor da câmara fria de um motor Stirling tipo gama
Autor(es): Souza, Claudir de
Orientador(es): Nakaura, Marcio Tadayuki
Palavras-chave: Meios de transferência de calor
Calor - Transmissão
Máquinas térmicas
Heat-transfer media
Heat - Transmission
Heat-engines
Data do documento: 9-Jun-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: SOUZA, Claudir de. Estudo da transferência de calor da câmara fria de um motor Stirling tipo gama. 2017. 74 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2017.
Resumo: Neste trabalho foi feito um estudo para melhorar o motor Stirling tipo Gama, projetado e construído por Crestani (2016). O motor Stirling trabalha com a expansão e contração de um gás confinado gerando trabalho. Esse fenômeno que ocorre devido ao gradiente de temperatura, sendo uma parte quente (onde o calor é fornecido) e uma parte fria (onde o calor é retirado). Esse motor, que foi construído, utiliza água corrente para realizar o arrefecimento da parte fria. Assim, o estudo da tranferência de calor na câmara fria do motor Stirling foi abordada, com o objetivo de utilizar um sistema fechado para arrefecer a parte fria. A geometria interna da câmara fria foi simplificada com aproximações pertinentes para facilitar os cálculos das trocas de calor. Foi utilizada uma metodologia passo a passo, dividindo o problema em pequenos grupos e comparando as interações existentes. Os resultados foram obtidos através de cálculos iterativos, fazendo um balanço de energia entre cada uma das regiões, utilizando as equações para determinar as variáveis de interesse. Todo o processo foi considerado como regime permanente, eliminando assim as variações de temperatura com o tempo. O estudo mostra que a tranferência de calor por convecção natural pode ser desprezada em relação à convecção forçada. A potência térmica a ser retirada da parte fria do motor é aproximadamente 780W.
Abstract: In this work a study was made diming to improve the Stirling engine type gama, designed and built by Crestani (2016). The Stirling engine works with an expansion and contraction of a confined gas generating work. This phenomenon occurred due the temperature level, being one hot part (where the heat is supplied) and a cold part (where the heat is withdrawn). This engine, which was built, uses running water to make the cold part of the engine cool. Thus, the study of heat transfer in the cold chamber of the Stirling engine was approached with the purpose of using a closed system to cool the cold part. The internal geometry of the cold chamber has been simplified with suitable approximations to facilitate calculations of heat exchanges. It was a step-by-step methodology, dividing the problem into small groups and comparing it as existing interactions. The results were obtained through iterative calculations, making a balance of energy between each of the regions, using the equations to determine the variables of interest. The entire process was considered as permanent regime, thus eliminating temperature variations over time. The study shows that the heat transfer by natural convection can be neglected in relation to forced convection. The thermal power to be withdrawn from the cold part of the engine is approximately 780W.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8205
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