Validación de un modelo en CFD para predecir la eficiencia de sistemas de enfriamiento evaporativo en placas porosas

Validation of a CFD model for prediction of the efficiency of evaporative cooling in porous panels

Contenido principal del artículo

Jairo Alexander Osorio Saraz
Ilda de Fátima Ferreira Tinoco
Keller Sullivan Oliveira Rocha
Marcio Arêdes Martins
Flávio Alves Damasceno

Resumen

En las regiones de climas tropicales y subtropicales cálidos, los altos valores de temperatura del aire, especialmente en épocas secas, pueden afectar negativamente el confort térmico dentro de los locales utilizados para la producción pecuaria y agrícola, dando lugar a una reducción significativa en su producción. Con el fin de promover la disminución de la temperatura en de las instalaciones y mejorar el ambiente interno de estas, se han utilizado los sistemas de resfriamiento evaporativo del aire que se introduce en el ambiente, abriéndose paso a través de diferentes placas porosas humedecidas. Sin embargo, dificultades en la experimentación práctica a limitado drásticamente informaciones relativas a nuevos materiales porosos posibles de ser empleados en sustitución al material convencional (Material celulósico) patentado, de elevado costo y de baja durabilidad. Debido a lo anterior, este estudio tuvo como objetivo validar un modelo computacional en dinámica de fluidos computacionales (CFD) para predecir la eficiencia del resfriamiento (h) en placas porosas de arcilla expandidas humedecidas. Los resultados numéricos obtenidos por el modelo propuesto mostraron una buena correlación con los datos experimentales (81%), lo que indica su aptitud para predecir el comportamiento de este tipo de sistemas, y de otros materiales porosos.

Palabras clave:

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Referencias (VER)

AHMADI, A.H.; HASHEMABADI, S.H. 2008. 3D CFD simulation and experimental validation of particleto- fluid heat transfer in a randomly packed bed of cylindrical particles. Internal Com. Heat and Mass Transfer. 35(9):1183-1189

ASHRAE. EVAPORATIVE AIR COOLING, CH. 1992. In HVAC. Systems and Equipment Handdbook.: Am. Soc. of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Inc. Atlanta, Ga. 980p.

BOARETTO, N.T. 2009. Genetic improvement in broiler chicken. Rev. Formação e Informação em Zooctenia. 1(1):11-18.

ASTM. 2002. Guide for statistical evaluation of indoor air quality models (D5157-97). In: American Society for Testing Materials. ASTM Standards on Indoor Air quality, 2nd edition. West Conshohocken, Pa. p.68- 71.

CARVALHO, V.F.; YANAGI JUNIOR, T.; FERREIRA, L.; DAMASCENO, F.A.; SILVA, E.M.P. 2009. Mapping of potential use of evaporative cooling systems in Southeastern Brazil. Rev. Bras. Engenharia Agrícola e Ambiental. 13(3):358-366.

FLUENT. 2004 The manual of computational fluid dynamics (CFD), version 5.5. New Hampshire, USA. 625p.

GANGULY, A.; GHOSH, S. 2007. Modeling and analysis of a fan-pad ventilated floricultural greenhouse. Energy and Buildings. 39(10):1092-1097.

GUNHAN, T.; DEMIR, V.; YAGCIOGLU, A.K. 2007. Evaluation of the suitability of some local materials as cooling pads. Biosystems Eng. 96(3):369-377.

JAIN, D.E.G.; TIWARI, N. 2002. Modeling and optimal design of evaporative cooling system in controlled environment greenhouse. Energy Conversion and Management. 43(16):2235-2250.

KITTAS, C.; BARTZANAS, T.; JAFFRIN, A. 2003. Temperature gradients in a partially shaded large greenhouse equipped with evaporative cooling pads. Biosystems Eng. 85(1):87-94.

KOCA, R.W.; HUGHES, W.C.; CHRISTIANSON, L.L. 1991. Evaporative cooling pads: test, procedure and evaluation. Appl. Eng. Agric. 7(4):485-90.

LAUNDER, B.E.; SPALDING, D.B. 1974. The numerical computation of turbulent flows. Comput. Methods in Appl. Mech. & Eng. 3(2):269-289.

LIAO, C.M., CHIU K.H. 2002 Wind tunnel modelling the system performance of alternative evaporative cooling pads in Taiwan Region. Building and Environ. 37(2):177-187.

MOURA, D.J.; NÄÄS, I.A. 1999. Evaluation of thermal efficiency in poultry houses shaded and ventilated artificially, in different orientations during the summer. Ver. Bras. Ciência Avícola. 1(1):167-174.

NIELD, D.A.; BEJAN, A. 2006. Convection in Porous Media. 3ed. New York: Springer. 640p.

NORTON, T.; GRANT, J.; FALLON, E.V.; SUN, D.W. 2009. Assessing the ventilation effectiveness of naturally ventilated livestock buildings under wind dominated conditions using computational fluid dynamics. Biosystems Eng. 103(1):78-99.

NORTON, T.; SUN, D.W.; GRANT, J.; FALLON, E.V. 2007. Applications of computational fluid dynamics (CFD) in the modelling and design of ventilation systems in the agricultural industry: A review. Biores. Techn. 98(12):2386-2414.

OSORIO, S.J.A.; MARTINS, A.M.; TINÔCO, F.F.; DE PAULA, O.M.; SILVA, M.N.; ZAPATA, O.L. 2009. Uso de modelos com CFD para simular a distribuição da temperatura em aviários. In: X Congreso Argentino de Ingeniería Rural y II del MERCOSUR, 2009, Rosario. Anales del X Congreso Argentino de Ingeniería Rural y II del MERCOSUR.

SAPOUNAS, A.A.; NIKITA-MARTZOPOULOU, C.H.; BARTZANAS, T.; KITTAS, C. 2008. Fan and pad evaporative cooling system for greenhouses: evaluation of a numerical and analytical model. Acta Hort. (ISHS) 797(1):131-137.

SILVA, R.B.T.; NAAS, I.A.; MOURA, D.J.M. 2009. Broiler and swine production: animal welfare legislation scenario. Sci. Agr. 66(6):713-720.

TINÔCO, I.F.F.; FIGUEIREDO, J.L.A.; SANTOS, R.C.; SILVA, J.N.; PUGLIESI, N.L. 2004. Porous pad used in evaporative cooling system. Rev. Eng. Agr. 12(1):17-23.

TINÔCO, I.F.F.; FIGUEIREDO, J.L.A.; SANTOS, R.C; PAULA, M.O.; VIGODERIS, R.B.; PUGLISI, N.L. 2002. Evaluation of alternative materials used for pad making in the evaporative cooling system. Rev. Bras. Eng. Agr. Amb. 6(1):147-150.

VALE, M.M.; MOURA, D.J.M.; NAAS, I.A.; MEDEIROS, O.R.S.; RODRIGUES, A.L.H. 2008. Data mining to estimate broiler mortality when exposed to heat wave. Sci. Agr. 65(3):223-229.

VIGODERIS, R.B.; TINÔCO, I.F.F.; LACERDA FILHO, A.F.; SILVA, J.N. ; PAULI, D. G.; SILVA, C.E.; GUIMARÃES, M.C.C. 2007. Construction of a reduced-scale wind tunnel to evaluate expanded clay as pad material on evaporative air systems for thermal cooling of animal sheds. Eng. Agr. 15(3):191-199.

Citado por