Metodologia para dimensionamento de um expansor scroll para ciclo rankine

• Autor(a) principal: Bellé, S.
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
• Texto Completo: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/30
• topic: Ciclo rankine orgânico; Expansor scroll

Com o objetivo de assegurar o fornecimento de energia, reduzir mudanças climáticas e otimizar a utilização das fontes de energia disponíveis por meio da geração de energia limpa, tecnologias de recuperação de calor e o uso de fontes renováveis têm sido incentivadas e desenvolvidas. Neste cenário, surgem novas tecnologias promissoras como o Armazenamento de Energia com Ar Comprimido, do inglês Compressed Air Energy Storage (CAES), visando amenizar o problema de intermitência na geração de energia com fonte solar e eólica; e o Ciclo Orgânico Rankine, do inglês Organic Rankine Cycle (ORC), visando o aproveitamento do calor rejeitado a baixa temperatura para a geração de potência. Diversos estudos apontam para o potencial uso da máquina de expansão do tipo scroll em ciclos de geração de potência de pequena escala, por apresentarem alta eficiência isentrópica. Sendo assim, uma metodologia para dimensionamento de expansores scroll operando em um ORC é proposta, levando em consideração fatores construtivos e operacionais. Uma análise de um novo protótipo é realizada seguindo a metodologia, considerando como fluido de trabalho o R245fa, razão volumétrica de 3,5 e potência de 1,5 kW. No entanto, a aplicação da metodologia para o dimensionamento de expansores pode ser aplicada para outros fluidos. O presente trabalho está inserido em uma linha de pesquisa em andamento na FEI, que teve início com testes experimentais de um protótipo de expansor scroll trabalhando com ar comprimido. Desta forma, a experiência do grupo de pesquisa é utilizada na avaliação e discussão de fatores importantes como o balanceamento do dispositivo, a vedação como fator importante para a aplicação em ORC e a relação direta entre as dimensões do dispositivo, sua razão volumétrica e sua eficiência isentrópica