Análise térmica de um fogão solar caseiro do tipo caixa: um estudo comparativo da capacidade calorífica do alumínio e do aço

Abstract

A energia é vital para a sociedade, pois fornece a base necessária para a vida humana e para realização de diversas atividades que podem impulsionar o progresso social, tecnológico e econômico. Decerto, o uso de fogões solares caseiros traz muitos benefícios, por se tratar de um dispositivo que aproveita a luz sol para cozinhar, fritar e assar alimentos. Trata-se de uma alternativa sustentável aos fugões convencionais, pois não exige o uso de botijão de gás, energia elétrica ou até a lenha para seu funcionamento. Desta forma é importante essa abordagem responsável e de forma sustentável que possa promover a preservação do meio ambiente e o bem-estar das gerações futuras, trazendo estudos que apresentem desenvolvimento. O objetivo de este trabalho é apresentar um estudo comparativo entre duas placas de metal, comparando a eficiência e sua capacidade térmica e principalmente, mostrar uma forma de prever o desempenho térmico do fogão solar do tipo caixa. Tais placas são usadas de forma interna em um fogão solar do tipo caixa e submetidas a testes externos parar a coleta de dados. Para isso, utilizamos um protótipo de um fogão solar do tipo caixa feito de papelão e propomos um estudo baseado em dois parâmetros F1 e F2, sendo o primeiro, a razão entre eficiência óptica e o coeficiente geral de perda de calor e o segundo a diferença entre as temperaturas iniciais e do ambiente. Os obstáculos realizado e as modelagens que são feitas usando os dados apresentados conseguem prever o desempenho térmico do fogão solar e apresentar os níveis de ganho térmico e eficiencia. Os valores para F1 relacionado a placa de aço é de 0,1312 e para a placa de alumínio é de 0,0575. Já para F2 os valores obtidos com relação a placa de aço é de -175,47 e para a placa de alumínio é de -75,76, sendo valores de acordo com a temperatura em cada instante, esses valores nos comprovam que o desempenho entre ambas as placas foi satisfatório, sendo possível modela-los a partir do método proposto. Assim, após analisar os dados coletados, conseguimos identificar um bom desempenho de ambas as placas, obtendo valores elevados de capacidades térmicas de acordo com comportamento previsto nas curvas obtidas. Pode-se concluir que tal procedimento apresentado para simplificar um sistema complexo do fogão solar, unindo testes térmicos que determinam os parâmetros para previsão das curvas características de aquecimento são eficientes e desenvolvem a sua função com êxito. Durante os testes, foi possível constar um melhor desempenho da placa de alumínio ao serem analisados os gráficos e os dados de temperaturas obtidas.