Projeto de experimento e otimização de payback simplificado para um Ciclo Rankine Orgânico (ORC)

• Autor(a) principal: Mendonça, Lecio Cavalcanti
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/151072
• topic: Engenharia mecânica; Organic rankine cycle; Design of experiments; Payback

O trabalho analisa o menor período de payback para uma instalação de um sistema de ciclo Rankine orgânico. As influências dos principais componentes do sistema no período de payback foram modeladas, levando em conta o custo do gerador elétrico, dos trocadores de calor, do compressor e do expansor. Apresenta as influências de cada parâmetro operacional no custo total do sistema, através de uma comparação entre projetos de experimentos variando os seguintes parâmetros de controle a) eficiência da bomba, b) eficiência do expansor, c) pinch point da fonte quente e o evaporador, e d) a pressão de saída da bomba. A excursão da eficiência do expansor entre 0,3 até 0,8 leva a uma diminuição do custo total do sistema, mesmo com o aumento do custo deste componente, sendo este parâmetro determinante para a avaliação do período total de payback. O aumento do pinch point promove a redução da área do trocador em aproximadamente 40%, porém a minimização de seu custo não supera a perda de eficiência geral do sistema, aumentando o tempo de payback em 10%. O aumento da eficiência da bomba, de 0,5 para 0,8, mesmo sendo pouco efetivo, é positivo para a redução do tempo de payback, em torno de 4%. A pressão de saída da bomba apresenta um comportamento de inflexão na influência do custo do sistema, em 2497 kPa é encontrado o menor tempo de payback.