Projeto, construção e testes de um trocador de calor visando a refrigeração de uma turbina de um motor ottolizado para gás natural
Autor(a) principal: | |
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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 %. |
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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 |
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