Guia de Prática de Coletor Solar Plano de Ar

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GUIA DE PRÁTICA DE COLETOR SOLAR PLANO DE AR 
Curso de Engenharia Mecânica U F M G Prática EMA103-03 
Responsável: Prof. Paulo Cesar da Costa Pinheiro Aluno: Turma: 
EQUIPAMENTOS DISPONIBILIZADOS PELO PROFESSOR 
Bancada de Práticas de Coletor Solar de Ar 01 Anemômetro 01 
Termômetro digital, termopar 01 Luxímetro 01 
Régua, Paquímetro, Cronometro 01 Psicrômetro 01 
MATERIAIS DE PORTE OBRIGATÓRIO DOS ALUNOS 
 Guia de Prática Impressa 01 Calculadora Científica 01 
 Livro Texto: Incropera 01 Régua, Lápis, Caneta, Borracha 01 
1) EXPLANAÇÃO TEÓRICA PELO PROFESSOR Tempo Previsto: 15 min 
2) MANUSEIO DO MATERIAL 
- Tomar os devidos cuidados com o manuseio do material, já que este apresenta componentes frágeis. 
- Proceder a montagem de modo a facilitar as medições. 
- Verificar se a tomada utilizada é para 110V. 
3) PROCEDIMENTO 
3.1 - Fazer um croquis da montagem Tempo Previsto: 10 min
Colocar no croquis todos os equipamentos, e indicando todos os nomes, dimensões, materiais, temperaturas, vazões, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2 - Fazer as medições: Tempo Previsto: 30 min
- Fechar o equipamento. 
- Ligar o equipamento na tomada de 110V (CUIDADO!!!) . 
 - Ligar a ventoinha 
 - Ligar o sol artificial 
- Esperar o equipamento entrar em regime permanente. 
 - Verificar o correto funcionamento da instrumentação. 
 
 Dimensões do coletor: 
Energia Luminosa Incidente: 250 W/m2 
Absortividade do absorvedor: 0,92 
Transmissividade do vidro: 0,89 
Diâmetro de saída do ar: 
Velocidade do Ar: 
Temperatura do ar: Entrada: Saída: 
Umidade do ar: Entrada: Saída: 
Temperatura do vidro: 
Temperatura da lateral: 
 
 
Colocar os valores medidos no croquis acima. 
 
3.3 – Analise de Incertezas Tempo Previsto: 05 min 
 Medição de dimensões: Cálculo da Incerteza Combinada: 
 Medição de temperatura: 
 Medição de vazão: 
 Medição de umidade 
4) CÁLCULOS Tempo Previsto: 30 min
Fazer o balanço Térmico e Calcular os seguintes valores: 
 
Área do absorvedor: 
 
Radiação Solar Absorvida: 
S = (1,02 . τ . α) Gc = 
 
Vazão do ar na saída: 
m = ρ . v .A = 
 
Taxa de Calor Útil: 
Qutil = m . Cp. (T2 – T1) = 
 
Perda de Calor por Convecção no Topo: 
htopo = 5,7 + 3,8.v (W/m2.K) (onde v = velocidade m/s) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Calcular pela Carta Psicrometrica a umidade relativa na saída, a partir da umidade relativa na entrada e do 
aumento de temperatura. 
 
 
 
 
 
Rendimento Térmico do Coletor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5) CONCLUSÕES Tempo Previsto: 10 min
- Descrever todas as dificuldades encontradas na prática. Sugestões para o aperfeiçoamento desta prática 
serão bem-vindas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Conclusões: o que você aprendeu que não estava nos livros, ou foi ensinado em sala de aula, que voce 
teve que descobrir, (criar, imaginar, “chutar” etc), para chegar ao resultado final? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6) RECOMENDAÇÕES FINAIS 
- Após o ensaio, desligar toda a instrumentação, a eletricidade e vazão de água. 
- Desligar a iluminação ao deixar a sala. 
Executor: Supervisor: Prof. Paulo Cesar C. Pinheiro Estabelecida em 14/04/2008
 
Referências: 
[1] DUFFIE, John A.; BECKMAN, William A. Solar Engineering of Thermal Processes, New York, John Wiley & Sons, 
1991, 920p. 
[2] KALOGIROU, Soteris A. Solar Thermal Collectors and Applications, Progress in Energy and Combustion Science, v.30, 
n.3, p.231-295, 2004. 
[3] KREITH F., KREIDER J.F. Principles of Solar Energineering, McGraw-Hill, 1978, 778p. 
[4] PINHEIRO, Paulo César da Costa. Secadores Solares. Curso de Engenharia Mecânica, Departamento de Engenharia 
Mecânica, Universidade Federal de Minas Gerais, UFMG, Belo Horizonte, MG, 2005, 22p. 
 
Incerteza dos Equipamentos de Medição: 
Equipamento Grandeza Incerteza 
Psicrômetro Homis 432 Umidade Relativa 
Temperatura do ar 
2,5% 
±0,8°C 
Termo-Anemômetro TAD 500 
Termo-Anemômetro MDA-11 
Velocidade do ar 
Temperatura do ar 
3% 
4% 
Psicrômetro de Fio de Cabelo Umidade Relativa 10% 
Termômetro Digital ICEL TD-750 Temperatura ± (0,8% + 1°C) 
Termômetro Digital Polimed PM-1020 Temperatura ± (0,5% leitura ± 1,0°C)