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Tipo do documento: Dissertação
Título: Simulação e comparação de sistemas de ventilação por meio da dinâmica de fluidos computacional em ambiente protegido
Autor: SILVA, Roberto Chaves da 
Primeiro orientador: GUISELINI, Cristiane
Primeiro coorientador: VIGODERIS, Ricardo Brauer
Primeiro membro da banca: CHAVES, Josenildo de Souza
Segundo membro da banca: ALMEIDA, Gledson Luiz Pontes de
Terceiro membro da banca: PANDORFI, Héliton
Resumo: Objetivou-se com este estudo modelar e simular, por meio de técnicas de dinâmica de fluido computacional (CFD), a interação do ambiente externo e interno de um ambiente protegido, e assim validar as variáveis micrometeorológicas monitoradas, para posterior comparação entre a ventilação natural e a indireta por permutadores de calor através do solo. O estudo contou com um ambiente protegido com cobertura de polietileno de baixa densidade (150 μm), com dimensões de 7,0 m de largura, 21,0 m de comprimento, 3,0 m de pé-direito e altura total de 4,5 m, localizado no município do Recife, PE, no campus da Universidade Federal Rural de Pernambuco. A primeira fase da pesquisa foi atribuída ao monitoramento e análise das variáveis micrometeorológicas, radiação solar global (Qg), temperatura do ar (Tar) e umidade relativa do ar (UR), registradas por meio de datalogger a cada 15 min. A segunda fase consistiu na modelagem numérica de volumes finitos do ambiente protegido com validação por meio dos dados registrados, para simular os dois sistemas de ventilação propostos. Os resultados da modelagem tiveram boa concordância nas relações comparativas entre os valores medidos e os simulados, com coeficientes de determinação (R²) para Qg de 0,97, Tar de 0,93 e UR de 0,93. O sistema indireto por meio de permutadores de calor através do solo apresentou melhor performance na redução da Tar de até em 4 oC e na redução da UR de 15%, já o sistema de ventilação natural possibilitou a redução da Tar em 1 ºC, com a manutenção da UR. O uso das técnicas CFD permitiu modelar e caracterizar o ambiente protegido, assim como simular os sistemas de ventilação propostos.
Abstract: The objective of this study was to model and to simulate, using CFD techniques, a greenhouse trough the interaction of the external environment with the internal environment, and thus describe the main monitored variables: solar radiation (Qg, W m-2), temperature of the air (Tar, °C) and relative humidity (RH%). After the validation of these models, to develop simulations of two ventilation systems (a) Natural ventilation system and (b) evaporative heat exchange system through the soil to compare and predict the microclimatic variations. The study was conducted in two phases. First, monitoring and analysis of meteorological variables of a environment located in Recife, on the campus of Rural Federal University of Pernambuco, with plastic cover (low density polyethylene) and geometric characteristics of 7.0 m wide, 21.0 m long, 3.0 m high-ceiling and 4.5 m in total height. The second phase consisted in numerical modeling of greenhouse finite volumes and thus to validate the model using the experimental data, and finally to simulate the two ventilation systems. The modeling results generally have shown good agreement in the comparative relationships between measured and simulated values, with coefficients of determination (R²) of 0.9722 for Qg, 0.9347 for Tar, and 0.9392 for RH. In the simulations of the ventilation systems, the indirect evaporative system using heat exchangers through the soil have shown the best performance in reducing Tar at 4 °C and reduced by 15% the RH. The natural ventilation system by opening the roof axis was able to reduce the Tar by 1 °C and kept the relative humidity stable. It was concluded that with the use of CFD techniques it was possible to model and to characterize the greenhouse, and to simulate ventilation systems in order to improve the conditions of temperature and relative humidity.
Palavras-chave: Cultivo protegido
Dinâmica de fluido computacional
Micrometeorologia
Sistema de ventilação
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Engenharia Agrícola
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Citação: SILVA, Roberto Chaves da. Simulação e comparação de sistemas de ventilação por meio da dinâmica de fluidos computacional em ambiente protegido. 2015. 78 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8292
Data de defesa: 20-Fev-2015
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Agrícola

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