Análise exergoeconomica e exergoambienal de um sistema de trigeração usando gás natural e extensão para o uso do biogás de aterro sanitário
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/25802 |
Resumo: | Este trabalho teve por objetivos a produção das análises energética, exergoeconômica e exergoambiental de um sistema de trigeração usando gás natural. Também foram objetivos deste trabalho a realização de testes experimentais, nesse mesmo sistema de trigeração, usando biogás oriundo do aterro sanitário de João Pessoa. O gás natural, cuja queima é vista como limpa, e o biogás oriundo de aterros sanitários, surgem como possíveis fontes de energia para o Brasil, ao considerar a geração de energia elétrica por meio de grupos geradores, devido ao potencial energético e por atenderem aos apelos ambientais. Além da produção de energia elétrica, os grupos geradores liberam grandes quantidades de calor através dos gases de escape do motor de combustão interna, as quais, por meio de um sistema de trigeração, podem ser recuperadas para gerar frio e calor. As análises referentes aos resultados experimentais do sistema de trigeração usando gás natural mostraram que: o rendimento térmico do motor de combustão interna atinge 36,3%; quanto maior a relação ar-combustível fornecida ao motor, maior será o rendimento térmico e menor serão os níveis de emissões; os custos exergéticos encontrados da eletricidade gerada foi de 39,937 R$/h, do frio foi de 7,075 R$/h e do calor foi de 1,89 R$/h; a taxa de impacto ambiental calculada do gás natural foi de 2,52 Pts/h, da geração de energia elétrica 2,49 Pts/h, do frio 0,16 Pts/h e do calor 0,001 Pts/h. Os testes experimentais usando biogás do aterro sanitário de João Pessoa – PB no sistema de trigeração revelaram que: o sistema requer instalações de um sistema eletrônico capaz de controlar a vazão de biogás ao motor e de um sistema de controle da rotação do motor. As estimativas, obtidas através das simulações usando o método LandGem e dos resultados experimentais, mostraram que a produção máxima de eletricidade, frio e calor pelo acontecerá no ano de 2029. |
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2023-01-19T17:39:06Z2022-03-142023-01-19T17:39:06Z2020-06-26https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/25802Este trabalho teve por objetivos a produção das análises energética, exergoeconômica e exergoambiental de um sistema de trigeração usando gás natural. Também foram objetivos deste trabalho a realização de testes experimentais, nesse mesmo sistema de trigeração, usando biogás oriundo do aterro sanitário de João Pessoa. O gás natural, cuja queima é vista como limpa, e o biogás oriundo de aterros sanitários, surgem como possíveis fontes de energia para o Brasil, ao considerar a geração de energia elétrica por meio de grupos geradores, devido ao potencial energético e por atenderem aos apelos ambientais. Além da produção de energia elétrica, os grupos geradores liberam grandes quantidades de calor através dos gases de escape do motor de combustão interna, as quais, por meio de um sistema de trigeração, podem ser recuperadas para gerar frio e calor. As análises referentes aos resultados experimentais do sistema de trigeração usando gás natural mostraram que: o rendimento térmico do motor de combustão interna atinge 36,3%; quanto maior a relação ar-combustível fornecida ao motor, maior será o rendimento térmico e menor serão os níveis de emissões; os custos exergéticos encontrados da eletricidade gerada foi de 39,937 R$/h, do frio foi de 7,075 R$/h e do calor foi de 1,89 R$/h; a taxa de impacto ambiental calculada do gás natural foi de 2,52 Pts/h, da geração de energia elétrica 2,49 Pts/h, do frio 0,16 Pts/h e do calor 0,001 Pts/h. Os testes experimentais usando biogás do aterro sanitário de João Pessoa – PB no sistema de trigeração revelaram que: o sistema requer instalações de um sistema eletrônico capaz de controlar a vazão de biogás ao motor e de um sistema de controle da rotação do motor. As estimativas, obtidas através das simulações usando o método LandGem e dos resultados experimentais, mostraram que a produção máxima de eletricidade, frio e calor pelo acontecerá no ano de 2029.The objective of this work was to carry out energy, exergoeconomic and exergoenvironmental analysis of a trigeneration system using natural gas. Also, the work aims to perform experimental tests using biogas from the landfill in João Pessoa - PB in the same trigeneration system. Natural gas, whose flaring is seen as clean, and biogas from landfills, appear as possible sources of energy for Brazil, when considering the generation of electric energy through generator sets, due to the energy potential and for meeting the environmental appeals. In addition to the production of electrical energy, the generator sets release large amounts of heat through the exhaust gases of the internal combustion engine, which, through a trigeneration system, can be recovered to generate cold and heat. The analyzes referring to the experimental results of the trigeneration system using natural gas showed that: the thermal efficiency of the internal combustion engine reaches 36.3%; the higher the air-fuel ratio supplied to the engine, the higher the thermal efficiency and the lower the emission levels; the exergetic costs found for the electricity generated was 39.937 R $ / h, for cold it was 7.075 R $ / h and for heat it was 1.89 R $ / h; the calculated environmental impact rate of natural gas was 2.52 Pts / h, electricity generation 2.49 Pts / h, cold 0.16 Pts / h and heat 0.001 Pts / h. Experimental tests using biogas from the sanitary landfill in João Pessoa - PB in the trigeneration system revealed that: the system requires installations of an electronic system capable of controlling the flow of biogas to the engine and a system for controlling engine speed. The estimates, obtained through simulations using the LandGem method and the experimental results, showed that the maximum production of electricity, cold and heat will happen in the year 2029.Submitted by Fernando Augusto Alves Vieira (fernandovieira@biblioteca.ufpb.br) on 2023-01-03T10:27:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) AndréFilipeMendesAlves_Tese.pdf: 3774284 bytes, checksum: 6a7ac3dc51e25667c5552c166c9076f8 (MD5)Approved for entry into archive by Biblioteca Digital de Teses e Dissertações BDTD (bdtd@biblioteca.ufpb.br) on 2023-01-19T17:39:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) AndréFilipeMendesAlves_Tese.pdf: 3774284 bytes, checksum: 6a7ac3dc51e25667c5552c166c9076f8 (MD5)Made available in DSpace on 2023-01-19T17:39:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) AndréFilipeMendesAlves_Tese.pdf: 3774284 bytes, checksum: 6a7ac3dc51e25667c5552c166c9076f8 (MD5) Previous issue date: 2020-06-26Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporUniversidade Federal da ParaíbaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBBrasilEngenharia MecânicaAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICABiogásGás naturalExergoeconomiaExergoambientalTrigeraçãoNatural gasExergoeconomicExergoenvironmentalTrigenerationAnálise exergoeconomica e exergoambienal de um sistema de trigeração usando gás natural e extensão para o uso do biogás de aterro sanitárioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSantos, Carlos Antônio Cabral doshttp://lattes.cnpq.br/977410988729695508780908438http://lattes.cnpq.br/2732168337815387Alves, André Filipe Mendesreponame:Repositório Institucional da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPBTEXTAndréFilipeMendesAlves_Tese.pdf.txtAndréFilipeMendesAlves_Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain254755https://repositorio.ufpb.br/jspui/bitstream/123456789/25802/4/Andr%c3%a9FilipeMendesAlves_Tese.pdf.txt3df6a0b6334c01e3b8351dfa5fd05f68MD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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