Estudo do uso do ciclo de Rankine Orgânico para geração de eletricidade a partir da recuperação do calor residual de motores a diesel

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Oliveira Junior, Valmir de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Palavras-chave em Português: Mechanical Engineering; Residual heat; Electricity and heat - Cogeneration; Diesel engines; Organic Rankine cycle; Waste heat; Energy eficiency; Solar energy; Engenharia mecânica; Calor residual; Energia elétrica e calor - Cogeração; Motores a diesel; Ciclo de Rankine Orgânico; Calor residual industrial; Eficiência energética; Energia solar; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11683

O ciclo de Rankine orgânico (CRO) opera de forma semelhante a um ciclo de Rankine a vapor com os mesmos componentes, substituindo a água por fluidos orgânicos de alta massa molecular que possuem pontos de vaporização mais baixos. Isso permite a recuperação térmica a partir de fontes de temperatura mais amenas, sendo adequado para a geração de eletricidade a partir de fontes de calor solar, geotérmica, de biomassa e residual. Este trabalho apresenta uma análise energética e econômica do aproveitamento do calor residual de cinco motores de combustão interna a Diesel utilizando um CRO, buscando mostrar através de modelagens qual o fluido de trabalho que apresenta melhor eficência quando aplicada a geração de energia pela recuperação de calor residual. Inicialmente é realizada modelagem com o auxílio do programa EES (Engineering Equation Solver) da empresa F-Chart, no qual os estados são definidos, possibilitando posteriormente balanços de massa e energia. Em seguida são projetados gráficos com os comportamentos dos fluidos dentro de uma determinada faixa de vazão mássica, para que sejam aplicadas as restrições comumente utilizadas em CRO, avaliando-se a produção de energia elétrica do sistema e sua eficiência. Por fim, é discutida a viabilidade econômica da implantação do ciclo, avaliando o fluxo de caixa, valor presente líquido, taxa interna de retorno e o método Payback.