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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Mecnica

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Ttulo [PT]: Determinao de distribuio de temperatura em avirio utilizando fluidodinmica computacional e sistema de medio com arduino
Autor(es): Tiago Francisconi Borges Camargo
Palavras-chave [PT]:

Edificaes rurais. Ambincia. Conforto ambiental. Construo rural. Sistema de ventilao. Temperatura. Sistema de medio. Fluidodinmica computacional. Granjas de Frango. Distribuio de temperatura. Arduino. Brasil.
Arduino.
Palavras-chave [EN]:
Computational fluid dymanics. Poultry building. Temperature distribution. Arduino. Brazil.
rea de concentrao: Cincias Trmicas
Titulao: Mestre em Engenharia Mecnica
Banca:
Wagner Andr dos Santos Conceio [Orientador] -UEM
Mrcio Higa - UEM
Cid Marcos Gonalves Andrade - UEM
Mnica Ronobo Coutinho - DEALI
Resumo:
Resumo: Este trabalho props analisar a distribuio de temperatura e velocidade do ar em um avirio utilizando a fluidodinmica computacional e experimentalmente por meio de um sistema de medio utilizando o Arduino. Este sistema de medio foi utilizado posteriormente para validao dos dados obtidos qualitativamente e quantitativamente das simulaes computacionais. Este trabalho foi realizado em uma unidade de criao de aves de corte em uma propriedade particular no Noroeste do Estado do Paran, na cidade de Cianorte. A construo est instalada no sentido leste-oeste, com dimenses de 160 m de comprimento e 15 m de largura de seu interior. A avaliao da distribuio espacial da temperatura do ar (em graus celsius) no interior do ambiente contido foi avaliada por meio da medio com sensores termoresistivos acoplados a higrmetros capacitivos digitais instalados formando uma malha, com espaamento de 3,0 m e 25,0 m em uma altura de 0,5 m do solo, constituindo um arranjo de 20 pontos de amostragem. A comunicao, tratamento e armazenagem de dados foram elaboradas atravs da criao de um sistema utilizando a plataforma Arduino e o software matemtico Scilab. Buscou-se o menor custo para o desenvolvimento desse sistema com uma flexibilidade importante no uso da quantidade de sensores e o tipo do mesmo, analgico ou digital. Por meio desse sistema de medio,tambm foram coletadas medidas da sada e entrada de ar com sensores de temperatura e presso, necessrias para definir condies de contorno, ou mesmo uma verificao da consistncia dos dados tericos. Alm disso, para medidas de dados meteorolgicos desenvolveu-se um sensor para obter a direo e velocidade em 2D do ar a 5 m de altura do solo, no qual complementado com sensor higrmetro e barmetro instalado. Este sistema conseguiu obter dados a cada 1 minuto para somente uma leitura de cada sensor. Para fins de complementar a validao da simulao foram coletados dados utilizando um anemmetro porttil no mesmos locais de posicionamento dos sensores de amostragem de temperatura e umidade. A anlise fluidodinmica computacional foi realizada pelo pacote de cdigo ANSYS Fluent e gerador de malha ANSYS Meshing. Com dados dos equipamentos, correlaes da literatura e os dados obtidos pelas medies, utilizou-se as capacidades de modelagem do pacote CFD para obter um equacionamento e soluo com a finalidade de prever a distribuio de temperatura. Estes dados foram colocados em contraponto pelo clculo do erro entre dados simulados de medidos e visualmente por meio de perfis obtidos pelo software Scilab. Observou-se erros tolerveis para as simulaes em diferentes condies de contorno empregadas em relao ao movimento do ar. Aps simulao de casos com a configurao utilizada na unidade de produo e verificados os erros desses casos, a utilizao do fluxo de calor como condio de contorno gerou o menor erro para a previso da distribuio da temperatura, com isso ela foi escolhida pelo autor para simular casos de configurao de equipamento e construo distintas da atual.

Abstract: In this work it has been proposed to analyze the temperature distribution in a poultry using computational fluid dynamics and experimentally using a measurement system with the Arduino. This measurement system was later used for validation of data obtained qualitatively and quantitatively of computer simulations. This work was carried out in a broiler building at a private farm in the state of Paran Northwest in the city of Cianorte. Construction is installed on the east-west direction, with dimensions of 160 m long and 15 m wide within. The assessment of the spatial distribution of the air temperature (in degrees centigrade) within the contained environment was evaluated by measurement with thermoresistance sensors coupled to digital capacitive hygrometer installed in a grid pattern with spacing of 3.0 m and 25.0 m and height of 0.5 m above the ground, constituting an arrangement of 20 sampling points. The communication, processing and storage of data have been done by creating a system using the Arduino platform and the mathematical software Scilab. The lowest cost to develop this system with a large flexibility for use and the number of sensors of the same type, analog or digital was sought. Through this measurement system, also the input and output of air with temperature sensors and pressure measurements were necessary to set boundary conditions, or even a check on the consistency of theoretical data. Moreover, for meteorological measurements developed a sensor for the direction and speed of air in 2D to 5 m above the ground, which is complemented with hygrometer installed sensor and barometer. This system could obtain data every 1 minute for only one reading for each sensor. In addition to the purpose of the validation of simulation data were collected through a portable anemometer on the same local positioning of temperature and humidity sensors sampling. Computational fluid dynamics analysis was performed by ANSYS Fluent code package and mesh generator ANSYS Meshing. Using data from the equipment, correlations from literature and the data obtained by the measurements has been used on CFD package modeling capabilities equation and to obtain a solution with the purpose of predicting the temperature distribution. These data were placed in counterpoint by calculating the error between simulated data and measured visually through profiles obtained by the Scilab software. It was observed tolerable errors for the simulations in different boundary conditions employed in relation to the movement of air. After the simulation cases with the configuration used on the farm and checked the error of those cases. The boundary condition used with less error was chosen by the author to simulate cases of equipment and different arragements from the current building configuration.
Data da defesa: 30/06/2015
Cdigo: vtls000220618
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2015
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Wagner Andr dos Santos Conceio
Co-Orientador: Prof. Dr. Mrcio Higa
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Tecnologia. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Mecnica
Nvel: Dissertao (mestrado em Engenharia Mecnica)
UEM: Departamento de Engenharia Mecnica

Responsavel: edson
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: principal.pdf
Tamanho: 6640 Kb (6799064 bytes)
Criado: 12-04-2016 18:19
Atualizado: 12-04-2016 18:30
Visitas: 450
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