Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: |
2012 |
Autor(a) principal: |
VIDAL, Juan Ricardo Medina |
Orientador(a): |
Não Informado pela instituição |
Banca de defesa: |
Não Informado pela instituição |
Tipo de documento: |
Tese
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Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
Idioma: |
por |
Instituição de defesa: |
Não Informado pela instituição
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
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Departamento: |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
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País: |
Não Informado pela instituição
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Link de acesso: |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/244
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Resumo: |
Um baixo custo e fornecimento eficiente de energia, além de aquecimento de água (cogeração), poderiam melhorar a qualidade de vida de grande parte da população brasileira que mora em regiões isoladas. Estas populações apresentam uma grande vantagem, desde o ponto de vista da sustentabilidade, frente às populações de regiões urbanizadas, dada pela sua localização dispersa e compostas por poucas pessoas e fácil acesso à biomassa. O motor Stirling, possui condições econômicas e técnicas para se converter numa das tecnologias para sua aplicação no fornecimento energético a estas populações isoladas, sendo que o potencial deste está na microcogeração. Este trabalho aborda o tema da modelagem matemática e otimização da potência e eficiência do motor Stirling Amazon, projetado pelo Núcleo de Excelência em Geração Termelétrica e Distribuída (NEST), com o objetivo de fornecer energia nas regiões isoladas do Brasil a partir de biomassa. Nesse trabalho, é desenvolvido um modelo matemático de segunda ordem para simular a operação do motor Stirling Amazon visando a sua otimização. Este modelo matemático está baseado no modelo ideal adiabático de Urieli e Berchowitz (1984), corrigido com perdas de calor internas e externas e perdas pelo bombeamento (perdas de carga), incorporando cálculos detalhados dos trocadores de calor, inclusive, do regenerador. Sendo posteriormente o modelo matemático ajustado com simulação CFD (Computational Fluid Dynamics) utilizando o software ANSYS CFX®. O modelo matemático, composto pelos modelos do trocador quente, regenerador, trocador frio, tubos conectores, flange e o modelo adiabático, é codificado em VISUAL FORTRAN®. Posteriormente é feita a validação do modelo matemático com dados experimentais de dois motores, o Amazon projetado pelo NEST e o 3 kW projetados pelo Joanneum Research. Finalmente é feita a otimização multiobjetivo da potência e eficiência do motor Amazon com ajuda do software modeFRONTIER®. Como resultado da otimização prevê-se um aumento da potência mecânica de saída do motor de 3,83 kW com uma eficiência de 32,48%. |