Análise de desempenho de uma microturbina a gás industrial operando em ciclo regenerativo modificado

• Autor(a) principal: Martins, Felipe Medeiros Miranda
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13056
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Microturbina a gás; Desempenho; Ciclo regenerativo; Gas microturbine; Performance; Regenerative cycle

O presente estudo tem como principal foco realizar a análise de desempenho de uma microturbina industrial Capstone C30 operando sob ciclo regenerativo modificado, em que se utiliza os gases de escape de uma turbina de alta pressão, passando pelo regenerador, para alimentar uma turbina de baixa pressão, retirando potência da turbina de baixa pressão. O objetivo desse estudo se concentra na comparação de desempenho deste ciclo, entre uma análise ideal, sem considerar perdas e eficiências, e em uma análise real. Para essa análise, foi modelado idealmente os ciclos Brayton, regenerativo e modificado, através de relações termodinâmicas e em seguida, simulado no software de análise de desempenho de turbinas a gás, DESTUR. Avaliando os resultados ideais, observou-se uma eficiência 15,5% maior obtida pelo ciclo regenerativo modificado, quando comparado ao ciclo regenerativo convencional nas mesmas condições de operação. Quedas de trabalho específico, devido as modificações de operação da microturbina para off-design foram observados. Após simulações, verificou-se que a consideração de eficiências de componentes, perdas de pressão e variações na composição do fluido afetam de maneira direta o desempenho, em que a eficiência de maneira real, se mostrou 14,75% menor comparada ao ciclo regenerativo convencional e o trabalho específico, alinhado ao comportamento ideal, se reduziu. Constatou-se que para altos valores de razão de pressão do ciclo, a modificação proposta se confirma pela obtenção de maiores eficiências e trabalho específico, quando comparado ao ciclo regenerativo convencional nas mesmas condições de operação, mas não sendo aplicável à microturbina Capstone C30, devido a suas características de menor porte e limitações.