Aperfeiçoamento de um simulador de sistemas de refrigeração de absorção agua-amonia e sua aplicação para projeto de um sistema movido a gas de escape de motor diesel

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Makiyama, Patricia Akemi
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1608587
Resumo: Orientador: Jose Ricardo Figueiredo
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spelling Aperfeiçoamento de um simulador de sistemas de refrigeração de absorção agua-amonia e sua aplicação para projeto de um sistema movido a gas de escape de motor dieselDevelopment of ammonia-water absorption refrigeration systems simulator and its application in a project of a system moved by exhaust gases of diesel engineRefrigeraçãoAbsorçãoAmonia liquidaEnergia elétrica e calor - CogeraçãoRefrigerationAbsorptionAmmonia-waterCogenerationOrientador: Jose Ricardo FigueiredoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Este estudo apresenta o desenvolvimento de um programa pré-existente de simulação de um sistema de refrigeração por absorção água-amônia que utiliza como fonte de energia os gases de exaustão de um motor diesel de um grupo diesel-gerador. O projeto foi executado em quatro etapas. Um dimensionamento inicial dos diversos componentes envolveu relações puramente termodinâmicas, e baseou-se no arbítrio de diferenças de temperatura nos diversos trocadores de calor e algumas condições operacionais e ambientais, como capacidade de refrigeração e temperatura de entrada da água de resfriamento nos condensadores e absorvedor. Obteve-se, assim, o porte de cada equipamento do sistema de refrigeração em termos de parâmetros, tais como os coeficientes globais de transferência de calor multiplicado pelas áreas de cada componente ou a efetividade multiplicada pela mínima capacidade térmica horária. Na segunda etapa, foi feito o detalhamento construtivo de cada componente do sistema com o intuito de se chegar o mais próximo possível aos resultados do projeto inicial. Foram introduzidas as relações para o cálculo de transferência de calor de cada componente do sistema, o cálculo dos respectivos coeficientes de transferência de calor e as perdas de cargas relevantes ao cálculo da potência elétrica auxiliar demandada pelo sistema. Uma vez definida a configuração inicial de um sistema de refrigeração por absorção específico, buscou-se a maximização da potência térmica do evaporador e a minimização da potência elétrica auxiliar total requerida pelo sistema, variando-se parâmetros construtivos (comprimento, diâmetro e número de tubos) de cada trocador de calor. Os comprimentos, número e diâmetro dos tubos foram, então, fixados em função dos resultados obtidos nesta etapa do projeto. Definida a configuração final do sistema, calculou-se a capacidade de produção de gelo em barras pelo sistema de refrigeração por absorção proposto em função da demanda de energia elétrica ao longo do dia para a Região Norte Amazônica. Na quarta etapa do projeto, o absorvedor foi estudado isoladamente. O sistema de refrigeração por absorção proposto, que utiliza os gases de escape de um motor diesel de 123 kW de potência máxima de um grupo diesel-gerador de pequeno porte, possui uma capacidade de produção de 372 barras de gelo de 10 kg por dia, operando o dia inteiro, ou de 150 barras, considerando-se horário comercial (8h às 18h horas).Abstract: This work shows the development of an ammonia-water absorption refrigeration system pre-existing simulation program, which uses diesel engine exhaust gases from a diesel-generator group as energy source. The project was implemented in four stages. An initial design of its components involved solely thermodynamic relations, and was based on the arbitration of temperature differences in the different heat exchangers and some environmental and operational conditions, such as cooling water inlet temperature in condensers and absorber and refrigeration capacity. The size of each refrigeration system equipment was obtained in terms of parameters such as overall heat transfer coefficients multiplied by the areas of each component or the effectiveness multiplied by the hourly minimum thermal capacity. In the second stage, the detailed construction of each component of the system was made with the aim of reaching as close to the original design parameters. The heat transfer equations for each system component, the heat transfer coefficient calculation, and the relevant pressure drops related to the calculation of required electric power were introduced. After the initial configuration had been defined of a specific absorption refrigeration system, an additional adjustment took place, aiming at the maximization of the thermal power of the evaporator and the minimization of the total electric power required by the system. This fine tunning was carried out by varying the construction parameters (length, diameter and number of tubes) of each heat exchanger. The length, number and diameter of the tubes were then set according to the results obtained in this part of the project. After settling the system configuration, the production capacity of ice bars of the proposed absorption refrigeration system was estimated according to the demand for electricity along the day for the northern Amazon region. In the fourth stage of the project, the absorber has been studied in separate, as a standalone module. The proposed absorption refrigeration system in this work, which uses the exhaust gases from a diesel engine of a small diesel-generator group, showed to have a production capacity of ice, measured in bars of 10 kg, equals to 372 bars a day (3720 kg), working all day, or 150 bars a day (1500 kg), if considering only the period of 8 working hours (business hours, from 8 am to 6 pm).DoutoradoTérmica e FluídosDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Figueiredo, José Ricardo, 1953-Pereira, José Tomaz VieiraSilveira Júnior, VivaldoMartins, GilbertoCampo, Eduardo Rafael Barreda DelUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMakiyama, Patricia Akemi2008info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf144p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1608587MAKIYAMA, Patricia Akemi. Aperfeiçoamento de um simulador de sistemas de refrigeração de absorção agua-amonia e sua aplicação para projeto de um sistema movido a gas de escape de motor diesel. 2008. 144p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1608587. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/436970porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T05:24:27Zoai::436970Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T05:24:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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