Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas.
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2010 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1371 |
Resumo: | Neste trabalho foi realizada uma análise paramétrica e econômica de recuperadores para uma microturbina a gás regenerativa de 600 kW. A primeira etapa do trabalho consistiu em uma comparação das dimensões da matriz com várias superfícies de transferência de calor. As superfícies mais compactas foram usadas para um projeto preliminar. Posteriormente, modificações na geometria da superfície mais compacta foram realizadas visando a análise paramétrica das superfícies através da Dinâmica de Fluido Computacional (CFD), usando o software Ansys CFX 12. Também foi analisada a influência do tipo de combustível usado na microturbina sobre o projeto do recuperador. Foram realizados os cálculos das dimensões da matriz do recuperador usando dois combustíveis: o gás natural e o gás resultante da gaseificação da biomassa, o syngas. Como o syngas possui um poder calorífico inferior menor do que o gás natural, sua vazão em massa é muito maior do que a do gás natural. Isso provoca significativas alterações no desempenho e no comportamento da microturbina a gás. Algumas dessas alterações dizem respeito à vazão de ar e dos gases de exaustão, bem como à mudança da composição química desses gases. Essas mudanças, por sua vez, influenciam no projeto de recuperadores das microturbinas. Para que os resultados obtidos através da utilização do software CFX 12 fossem considerados confiáveis, foi necessário realizar uma validação dos resultados e dos modelos de transferência de calor Total Energy e Thermal Energy. Para isso, utilizou-se um trabalho experimental disponível na literatura. Portanto, como contribuições desse trabalho, uma metodologia de projeto de trocador de calor compacto para microturbinas, usando gás natural e syngas como combustíveis, foi desenvolvida e implementada em um programa em FORTRAN, uma análise paramétrica e econômica das superfícies de transferência de calor compactas foi realizada, bem como um estudo térmico e hidráulico do trocador de calor através da Dinâmica de Fluido Computacional (CFD), usando o software Ansys CFX 12. |
id |
UFEI_74cff065f55cb52e7597400cdd1e09b9 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/1371 |
network_acronym_str |
UFEI |
network_name_str |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
repository_id_str |
7044 |
spelling |
2010-12-132018-06-19T16:52:30Z2018-06-19T16:52:30ZMELO, Luciana Márcia de Oliveira. Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. 2011. 149 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá.https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1371Neste trabalho foi realizada uma análise paramétrica e econômica de recuperadores para uma microturbina a gás regenerativa de 600 kW. A primeira etapa do trabalho consistiu em uma comparação das dimensões da matriz com várias superfícies de transferência de calor. As superfícies mais compactas foram usadas para um projeto preliminar. Posteriormente, modificações na geometria da superfície mais compacta foram realizadas visando a análise paramétrica das superfícies através da Dinâmica de Fluido Computacional (CFD), usando o software Ansys CFX 12. Também foi analisada a influência do tipo de combustível usado na microturbina sobre o projeto do recuperador. Foram realizados os cálculos das dimensões da matriz do recuperador usando dois combustíveis: o gás natural e o gás resultante da gaseificação da biomassa, o syngas. Como o syngas possui um poder calorífico inferior menor do que o gás natural, sua vazão em massa é muito maior do que a do gás natural. Isso provoca significativas alterações no desempenho e no comportamento da microturbina a gás. Algumas dessas alterações dizem respeito à vazão de ar e dos gases de exaustão, bem como à mudança da composição química desses gases. Essas mudanças, por sua vez, influenciam no projeto de recuperadores das microturbinas. Para que os resultados obtidos através da utilização do software CFX 12 fossem considerados confiáveis, foi necessário realizar uma validação dos resultados e dos modelos de transferência de calor Total Energy e Thermal Energy. Para isso, utilizou-se um trabalho experimental disponível na literatura. Portanto, como contribuições desse trabalho, uma metodologia de projeto de trocador de calor compacto para microturbinas, usando gás natural e syngas como combustíveis, foi desenvolvida e implementada em um programa em FORTRAN, uma análise paramétrica e econômica das superfícies de transferência de calor compactas foi realizada, bem como um estudo térmico e hidráulico do trocador de calor através da Dinâmica de Fluido Computacional (CFD), usando o software Ansys CFX 12.Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisItajubáUniversidade Federal de Itajubá149 p.Turbinas a gásMicroturbinasNASCIMENTO, Marco Antonio Rosa doMENON, Genésio JoséEngenharia MecânicaConversão de EnergiaMELO, Luciana Márcia de OliveiraPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia MecânicaIEM - Instituto de Engenharia Mecânicaporreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALtese_0037767.pdftese_0037767.pdfapplication/pdf5586941https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1371/1/tese_0037767.pdfce90d7cccd3c00b2d63bcd49bd70569aMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1371/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/13712024-03-28 09:06:39.113oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-03-28T12:06:39Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. |
title |
Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. |
spellingShingle |
Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. MELO, Luciana Márcia de Oliveira |
title_short |
Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. |
title_full |
Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. |
title_fullStr |
Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. |
title_full_unstemmed |
Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. |
title_sort |
Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. |
author |
MELO, Luciana Márcia de Oliveira |
author_facet |
MELO, Luciana Márcia de Oliveira |
author_role |
author |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
MELO, Luciana Márcia de Oliveira |
description |
Neste trabalho foi realizada uma análise paramétrica e econômica de recuperadores para uma microturbina a gás regenerativa de 600 kW. A primeira etapa do trabalho consistiu em uma comparação das dimensões da matriz com várias superfícies de transferência de calor. As superfícies mais compactas foram usadas para um projeto preliminar. Posteriormente, modificações na geometria da superfície mais compacta foram realizadas visando a análise paramétrica das superfícies através da Dinâmica de Fluido Computacional (CFD), usando o software Ansys CFX 12. Também foi analisada a influência do tipo de combustível usado na microturbina sobre o projeto do recuperador. Foram realizados os cálculos das dimensões da matriz do recuperador usando dois combustíveis: o gás natural e o gás resultante da gaseificação da biomassa, o syngas. Como o syngas possui um poder calorífico inferior menor do que o gás natural, sua vazão em massa é muito maior do que a do gás natural. Isso provoca significativas alterações no desempenho e no comportamento da microturbina a gás. Algumas dessas alterações dizem respeito à vazão de ar e dos gases de exaustão, bem como à mudança da composição química desses gases. Essas mudanças, por sua vez, influenciam no projeto de recuperadores das microturbinas. Para que os resultados obtidos através da utilização do software CFX 12 fossem considerados confiáveis, foi necessário realizar uma validação dos resultados e dos modelos de transferência de calor Total Energy e Thermal Energy. Para isso, utilizou-se um trabalho experimental disponível na literatura. Portanto, como contribuições desse trabalho, uma metodologia de projeto de trocador de calor compacto para microturbinas, usando gás natural e syngas como combustíveis, foi desenvolvida e implementada em um programa em FORTRAN, uma análise paramétrica e econômica das superfícies de transferência de calor compactas foi realizada, bem como um estudo térmico e hidráulico do trocador de calor através da Dinâmica de Fluido Computacional (CFD), usando o software Ansys CFX 12. |
publishDate |
2010 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2010-12-13 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2018-06-19T16:52:30Z |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2018-06-19T16:52:30Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
MELO, Luciana Márcia de Oliveira. Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. 2011. 149 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1371 |
identifier_str_mv |
MELO, Luciana Márcia de Oliveira. Análise paramétrica e econômica de trocadores de calor compactos para turbinas a gás regenerativas. 2011. 149 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá. |
url |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1371 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) instacron:UNIFEI |
instname_str |
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) |
instacron_str |
UNIFEI |
institution |
UNIFEI |
reponame_str |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
collection |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1371/1/tese_0037767.pdf https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1371/2/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
ce90d7cccd3c00b2d63bcd49bd70569a 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) |
repository.mail.fl_str_mv |
repositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.br |
_version_ |
1801863209904242688 |