Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza Neto, Petrônio Paulo de
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12954
Resumo: The use of electric power has become increasingly costly for companies, especially for the large ones, at times of high demand (18 to 21 h). Substituting the purchase of electric power from the concessionaires for the independent production of electric power, with generator sets, has attracted the attention in part of these companies Currently, most of the engines of these generator sets are diesel powered. However, replacing diesel with natural gas in these engines is an interesting opportunity to reduce fuel costs. The Innovation Laboratory of the Federal University of Paraíba has developed an innovative, fully reversible technique capable to convert diesel engines to operate with natural gas only (ottolization). A major problem caused by the use of natural gas is the high temperatures of the exhaust gases, especially in turbocharged engines. These high temperature values can permanently damage the turbocharger. The aim of this work was the design, construction and assembly of a heat exchanger for the cooling of the exhaust gases and the analysis of the influence of its cooling in the operation of the turbocharged Perkins 1104-44TAG2 engine. The type of heat exchanger constructed was finned tubes. In the tests performed, the maximum power reached within the exhaust gas temperature limit at the turbocharger output, 600 ºC, was 80.9 kW (110 cv). At 110 cv, the fuel consumption was reduced about 3.5 % in relation to the data of the reference works. The thermal efficiency of the engine in this same power was 42.76 % and the effectiveness of the heat exchanger was 49.2 %.
id UFPB_5a022308d618bf5bef7d9feea987be10
oai_identifier_str oai:repositorio.ufpb.br:123456789/12954
network_acronym_str UFPB
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository_id_str
spelling Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás naturalOttolizaçãoGás naturalTrocador de calorTubo aletadoOttolizationNatural gasHeat exchangerFinned tubeCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe use of electric power has become increasingly costly for companies, especially for the large ones, at times of high demand (18 to 21 h). Substituting the purchase of electric power from the concessionaires for the independent production of electric power, with generator sets, has attracted the attention in part of these companies Currently, most of the engines of these generator sets are diesel powered. However, replacing diesel with natural gas in these engines is an interesting opportunity to reduce fuel costs. The Innovation Laboratory of the Federal University of Paraíba has developed an innovative, fully reversible technique capable to convert diesel engines to operate with natural gas only (ottolization). A major problem caused by the use of natural gas is the high temperatures of the exhaust gases, especially in turbocharged engines. These high temperature values can permanently damage the turbocharger. The aim of this work was the design, construction and assembly of a heat exchanger for the cooling of the exhaust gases and the analysis of the influence of its cooling in the operation of the turbocharged Perkins 1104-44TAG2 engine. The type of heat exchanger constructed was finned tubes. In the tests performed, the maximum power reached within the exhaust gas temperature limit at the turbocharger output, 600 ºC, was 80.9 kW (110 cv). At 110 cv, the fuel consumption was reduced about 3.5 % in relation to the data of the reference works. The thermal efficiency of the engine in this same power was 42.76 % and the effectiveness of the heat exchanger was 49.2 %.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqA utilização de energia elétrica tem se tornado cada vez mais onerosa para as empresas, principalmente para as de grande porte, em horário de pico (18 às 21 h). Substituir o uso de energia elétrica das concessionárias pela produção independente de energia elétrica, com a utilização de grupos geradores, tem atraído a atenção dessas empresas. Atualmente, a maior parte dos motores desses grupos geradores são movidos a diesel. No entanto, a substituição do diesel por gás natural nesses motores constitui uma oportunidade interessante para a redução de custos com combustível. O Laboratório de Inovação da Universidade Federal da Paraíba desenvolveu uma técnica inovadora, totalmente reversível, capaz de converter motores Diesel para operarem apenas com gás natural (ottolização). Um grande problema causado pela utilização de gás natural é a elevada temperatura dos gases de exaustão, principalmente em motores turboalimentados. Esses altos valores de temperatura podem danificar permanentemente o turbocompressor. O objetivo deste trabalho foi o projeto, construção e montagem de um trocador de calor para a refrigeração dos gases de escape e a análise da influência dessa refrigeração no funcionamento do motor Perkins 110444TAG2, turboalimentado. O tipo de trocador de calor construído foi o de tubos aletados. Nos testes realizados, a potência máxima alcançada dentro do limite da temperatura dos gases de exaustão na saída do turbocompressor, 600 ºC, foi de 80,9 kW (110 cv). Em 110 cv, o consumo de combustível foi reduzido em até 3,5 % em relação aos dados dos trabalhos usados como referência. O rendimento térmico do motor, nessa mesma potência, foi de 42,76 % e a efetividade do trocador de calor foi de 49,2 %.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBJaguaribe, Emerson Freitashttp://lattes.cnpq.br/1453322235984692Souza Neto, Petrônio Paulo de2019-01-15T20:28:25Z2019-01-152019-01-15T20:28:25Z2018-01-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12954porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2019-01-30T20:06:27Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/12954Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2019-01-30T20:06:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
dc.title.none.fl_str_mv Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural
title Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural
spellingShingle Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural
Souza Neto, Petrônio Paulo de
Ottolização
Gás natural
Trocador de calor
Tubo aletado
Ottolization
Natural gas
Heat exchanger
Finned tube
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
title_short Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural
title_full Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural
title_fullStr Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural
title_full_unstemmed Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural
title_sort Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural
author Souza Neto, Petrônio Paulo de
author_facet Souza Neto, Petrônio Paulo de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Jaguaribe, Emerson Freitas
http://lattes.cnpq.br/1453322235984692
dc.contributor.author.fl_str_mv Souza Neto, Petrônio Paulo de
dc.subject.por.fl_str_mv Ottolização
Gás natural
Trocador de calor
Tubo aletado
Ottolization
Natural gas
Heat exchanger
Finned tube
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
topic Ottolização
Gás natural
Trocador de calor
Tubo aletado
Ottolization
Natural gas
Heat exchanger
Finned tube
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
description The use of electric power has become increasingly costly for companies, especially for the large ones, at times of high demand (18 to 21 h). Substituting the purchase of electric power from the concessionaires for the independent production of electric power, with generator sets, has attracted the attention in part of these companies Currently, most of the engines of these generator sets are diesel powered. However, replacing diesel with natural gas in these engines is an interesting opportunity to reduce fuel costs. The Innovation Laboratory of the Federal University of Paraíba has developed an innovative, fully reversible technique capable to convert diesel engines to operate with natural gas only (ottolization). A major problem caused by the use of natural gas is the high temperatures of the exhaust gases, especially in turbocharged engines. These high temperature values can permanently damage the turbocharger. The aim of this work was the design, construction and assembly of a heat exchanger for the cooling of the exhaust gases and the analysis of the influence of its cooling in the operation of the turbocharged Perkins 1104-44TAG2 engine. The type of heat exchanger constructed was finned tubes. In the tests performed, the maximum power reached within the exhaust gas temperature limit at the turbocharger output, 600 ºC, was 80.9 kW (110 cv). At 110 cv, the fuel consumption was reduced about 3.5 % in relation to the data of the reference works. The thermal efficiency of the engine in this same power was 42.76 % and the effectiveness of the heat exchanger was 49.2 %.
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-01-31
2019-01-15T20:28:25Z
2019-01-15
2019-01-15T20:28:25Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12954
url https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12954
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UFPB
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UFPB
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
instname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron:UFPB
instname_str Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron_str UFPB
institution UFPB
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
repository.mail.fl_str_mv diretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.br
_version_ 1801842859238752256