Análise numérica de modelos adiabático e não adiabático em um motor stirling

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Ana Carolina Ávila
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: http://bdm.unb.br/handle/10483/13417
Resumo: Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Curso de Graduação em Engenharia de Energia, 2015.
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spelling Santos, Ana Carolina ÁvilaCunha, Fábio Alfaia daSANTOS, Ana Carolina Ávila. Análise numérica de modelos adiabático e não adiabático em um motor stirling. 2015. 57 f., il. Monografia (Bacharelado em Engenharia de Energia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.http://bdm.unb.br/handle/10483/13417Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Curso de Graduação em Engenharia de Energia, 2015.Para suprir a demanda de energia em 2050 que praticamente triplicará comparada a atual, o Brasil vem tentando diversificar sua matriz energética. Uma das soluções é o Leilão de Energia Reserva a partir de biomassa, energia eólica e solar. Há várias aplicações da energia solar como fonte de energia, uma delas é o sistema de Concentração de Potência Solar. Esse sistema concentra calor proveniente da radiação solar em um ponto e pode ser acoplado a um motor de combustão externa, como é o caso de um motor stirling. Para um melhor aproveitamento desse sistema é preciso ter uma análise precisa do motor para definir padrões de temperaturas, pressões e qual tipo de gás utilizado no sistema. Assim, esse trabalho utiliza de meios matemáticos em hipóteses ideais termodinâmicas baseadas em processos adiabáticos e isotérmicos, além de fornecer um meio de solução numérica através da solução de equações diferenciais ordinárias por runge kutta. Aplicou-se também essa solução em um código no Matlab para prever o funcionamento de um motor stirling da empresa Genoastirling s.r.l, obtendo 72,11% de eficiência ao se utilizar temperatura de resfriamento e aquecimento de 26,85ºC e 926,85ºC respectivamente, utilizando nitrogênio como gás de trabalho. Compara-se estes resultados com um outro modelo que acrescenta perdas de calor nos processos de expansão e compressão, descaracterizando os processos adiabáticos, além de considerar processo imperfeito de regeneração, obtendo-se 61,99% de eficiência nas mesmas condições de operação. Analisa-se os parâmetros de porosidade do regenerador, diferença de temperatura e frequência de operação.Submitted by Ruthlea Nascimento (ruthlea.nascimento@gmail.com) on 2016-05-25T18:34:55Z No. of bitstreams: 1 2015_AnaCarolinaAvilaSantos.pdf: 1131147 bytes, checksum: a17bd809e3faf20d45080dbc125ba9f0 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2016-06-27T13:02:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AnaCarolinaAvilaSantos.pdf: 1131147 bytes, checksum: a17bd809e3faf20d45080dbc125ba9f0 (MD5)Made available in DSpace on 2016-06-27T13:02:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AnaCarolinaAvilaSantos.pdf: 1131147 bytes, checksum: a17bd809e3faf20d45080dbc125ba9f0 (MD5)In order to feed the energy demand in 2050 that will be three times the current one, Brazil is trying to diversify its energy matrix. One of the solutions is the Reserve Energy auction from biomass, wind and solar energy. There are many applications from solar source, one of them is the Concentrating Solar Power system. That system concentrates heat provided from the solar radiation into a point and can be connected to an external combustion engine, as in the case of a stirling engine. To improve the system’s behavior it is needed a precise analysis of the engine in order to define templates of temperatures, pressure and working fluid. For that, this paper uses mathematic tools in ideal thermodynamic hypotheses based in adiabatic and isothermal processes, and provide a numeric solution method through the solution of ordinary differential equations by runge kutta. The solution was applied in a Matlab code to predict the operation of a stirling engine provided by Genoastirling s.r.l company, it was acquired a 71,96% efficiency using 26,85ºC and 926,85ºC cooling and heating temperatures respectively and nitrogen as working fluid. Those results are compared with another modeling that include heat loss, which detracts the adiabatic processes and considers imperfect regeneration, yielding 61.99% efficiency under the same operating conditions. The paper analyzes the regenerator’s porosity, temperature difference and operating frequency parameters.Análise numérica de modelos adiabático e não adiabático em um motor stirlinginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2016-06-27T13:02:07Z2016-06-27T13:02:07Z2016-06-27T13:02:07Z2015-11-30MotoresMáquinas térmicasinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2015_AnaCarolinaAvilaSantos.pdf2015_AnaCarolinaAvilaSantos.pdfapplication/pdf1131147http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/13417/1/2015_AnaCarolinaAvilaSantos.pdfa17bd809e3faf20d45080dbc125ba9f0MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain46http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/13417/2/license_url587cd8ffae15c8598ed3c46d248a3f38MD52license_textlicense_textapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/13417/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/octet-stream21267http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/13417/4/license_rdf73e23c2acaaf13389e092bd813e3223dMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1859http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/13417/5/license.txt4389155e1f6d406834d8bc4c06223f66MD5510483/134172016-06-27 10:10:06.212oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712016-06-27T13:10:06Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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