Estágio realizado na BOsch Termotechnika, S.R.O. (República Checa)e orientado pelo Eng.º Dirk Hofmann / Projecto final do MIM realizado ao abrigo do programa ERASMUS - Estágios / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T15:58:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ciampi_GersonJosedosSantos_M.pdf: 2265131 bytes, checksum: fb22ce9f3db5ae02597e3cd17e63bbcf (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Nesse trabalho, uma das características mais importantes de um: combustível, o poder calorífico, é estudado através do desenvolvimento de um Calorímetro e ensaios apropriados. O primeiro passo foi a elaboração do projeto, construção e determinação das características operacionais do equipamento, sendo desenvolvido sistemas de detecção e homogeneização de temperatura. O segundo passo foi determinar o poder calorífico de materiais combustíveis no laboratório, tais como carvão mineral, carvão vegetal, lenhas, bagaço de cana e outros, para verificar seu desempenho. Nesse estágio foi construído também um analisador de carbono-hidrogênio, equipamento necessário para complementar a caracterização de um combustível. Os resultados mostraram um bom desempenho dos equipamentos, já que os resultados obtidos estão de acordo com a literatura especializada. O calorímetro e o analisador foram enviados para a Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), sendo intensivamente utilizado em um projeto de aproveitamento energético do lixo urbano, triado na usina de lixo de Vitória, com apoio financeiro da Companhia de Desenvolvimento de Vitória (CD V) e da Prefeitura Municipal de Vitória (PMV). O resumo dos resultados obtidos pela UFES são comentados nesse trabalho / Abstract: In this work the calorific value (one of the most important characteristics of the fuel) is studied through the development of the calorimeter and its related tests. The first step, was the design, building and determination of the operational characteristics of the calorimeter, developing temperature detection and homogenization systems. The second step, was determining the calorific value of the material available in the laboratory, such as coal, char, wood, sugar bagasse and others, to check the calorimeter's performance. In the step, a carbon hydrogen analysel was also built, a device needed to complement the fuel characteriza tion. The results showed a good efficiency, in that the results agreed with the specialized literature. The calorimeter and the carbon-hydrogen analysel was sent to the Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), and it was intensi/y used in the project of the Energect Utilization of Urban Waste of the Vitória's Waste Plant, with the finantial support of the Companhia de Desenvolvimento de Vitória (CD V) and the Prefeitura Municipal de Vitória (PMV). The sum of the results obtained from UFES were commented in this work / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Alberto Ferrari / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T00:09:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_ChristianAlexandre_D.pdf: 76427331 bytes, checksum: 7b0be5f04fcd45c4e72a33aaad916d58 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho está subdividido em sete capítulos e duas etapas de pesquisa. Na introdução é feito um levantamento do histórico da matriz energética brasileira e da situação desta em relação à situação global. É apresentada, também, uma visão geral das formas convencionais de obtenção de energia, baseadas no petróleo, carvão e gás natural, e dos esforços recentes da pesquisa para obtenção de combustíveis alternativos a partir da biomassa; neste contexto, é feita uma apresentção sumária do Programa BEM (Biomassa-Energia-Materiais) que tem, como um de seus subprodutos, o Combustível Celulignina Catalítica, combustível sólido, objeto de estudo desta tese. Numa primeira etapa, compreendida pelos capítulos 2 e 3, são desenvolvidos os trabalhos de pesquisa básica visando a caracterização da celulignina como combustível: para isto, é feito um estudo da teoria envolvida no processo de combustão de partículas sólidas porosas através dos trabalhos de Essenhigh, que tiveram sua origem baseada em um trabalho de Thiele (1939) sobre atividade catalítica de grãos de catalisadores porosos. Para a obtenção dos resutados experimentais, procedeu-se com a queima de partículas isoladas de celulignina, auxiliada por feixe laser, sobre placa plana de vidro; no processo, mediu-se o tempo de queima e a intensidade de radiação integrada emitida em função do tempo, para posteriormente se levantarem as curvas de tempo de queima e potência específica média em função do diâmetro característico inicial da partícula; esta última curva é análoga ao fator de efetividade de Thiele e define um diâmetro ótimo de partícula na faixa de 100mm. Na segunda etapa dos trabalhos, estudam-se as aplicações da celulignina como combustível de caldeiras, turbinas tipo gás e Magnetohidrodinâmica (MHD). Para aplicação em caldeiras, simula-se a combustão da celulignina e de óleo combustível através do cálculo de equilíbrio químico: a comparação dos resultados mostra que o usoda celulignina é vantajoso neste caso. Para aplicação em turbinas tipo gás, foi projetada, construída e testada uma bancada de testes de combustão, além de se proceder com novas simulações da combustão aplicadas a este caso; os resultados experimentais desta etapa foram corroborados com os da etapa de pesquisa básica e se mostraram promissores do ponto de vista de aplicação tecnológica. Para aplicação em MHD, foram feitas simulações da combustão da celulignina aditivada com 1% de K2CO3 visando determinar concentração de íons no plasma gerado / Abstract: This work is divided in eight chapters and two research levels. In the introduction, a hystorical overview of Brazilian energetic matrix and its situation into the global one is shown. It is also introduced a general overview on conventional ways of energy production from petroleum, coal and natural gas. The environmental problems originated from fossil fuels consumption gave rise to research efforts seeking for alternative fuels production from biomass. Into this context the BEM (Biomass-Energy-Materials) Program is introduced. The Catalytic Cellulignin Fuel, a solid fuel produced from biomass prehydrolisis, the research object of this thesis, is one of the products generated by the BEM Program Technology. Chapters 2 and 3 aim at the characterization of cellulignin as a new thermoelectric fuel based on fundamental laws of porous particle combustion. Our theoretical work is based on Essenhigh and Thiele's papers. Thiele's work (1939) discusses the activity of porous catalysts while Essenhigh's works are the expansion of the first one towards the combustion theory of porous cellulignin particles on at glass plates. During particle combustion, integrated radiation is measured as a function of time. Burning time and specific mean power emited are measured as a function of the initial characteristic diameter of particles. The last curve is analogous to Thiele's effectiveness factor and defines the optimum initial characteristic diameter of particles in the range of 100 mm for technological purposes. From chapter 4 through 7 are discussed technological applications for cellulignin. Chapter 4 treats cellulignin as a fuel for boilers. In this way, cellulignin and fuel oil combustion are simulated by chemical equilibrium calculation and boiler performance is analysed: the results show advantages on cellulignin use against fuel oil. Chapter 5 has preliminar experimental results from a Test Rig designed, assembled and tested by the author on cellulignin combustion for application as fuer for gas type turbines. Combustion data obtained match experimental results from laboratory. In chapter 6 cellulignin combustion simulation is used for high pressure combustor design to be used in a gaspe turbine. In chapter 7 cellulignin and natural gas combustion simulations are compared for MHD purposes. Chapter 8 shows the conclusions and perspectives for this thesis / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T05:24:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bezzon_Guilherme_M.pdf: 17891157 bytes, checksum: ca399c72afdcae6fa52a6917592774ea (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: As atividades agroindustriais e de extração de madeira em áreas nativas ou reflorestadas no Brasil produzem grandes quantidades de resíduos vegetais juntamente com o produto principal desejado. Geralmente esses resíduos não possuem uma utilização definida, sendo na maioria dos casos queimados ou deixados no próprio campo, caracterizando-se assim um desperdício energético que poderia ser utilizado com maior racionalidade. Por outro lado, em algumas regiões do país há uma grande demanda de combustíveis sólidos, principalmente para uso energético (Lenha e carvão vegetal) e siderúrgico (carvão vegetal e coque importado, utilizados como fonte de carbono redutor na produção de aços). Este trabalho estuda a necessidade da viabilização do uso racional dos resíduos agroflorestais visando substituir em parte a lenha, carvão vegetal e coque, buscando reduzir assim, o índice de exploração de matas nativas e importação de produtos. O trabalho experimental desenvolve-se através de tratamentos a altas pressões e temperaturas de resíduos agroflorestais de relativa importância econômica para o país, utilizando-se equipamentos apropriados para estes fins. Serão produzidos briquetes através de compactação e pirólise com posterior caracterização para se obter as principais propriedades como energéticos, efetuando-se comparações com outros produtos. Esses tratamentos visam reduzir problemas apresentados por esses materiais que são: baixa densidade, alta umidade, baixo poder calorífico e ausência de formato geométrico definido. Será desenvolvida também, uma avaliação preliminar dos resíduos disponíveis para transformação nos setores de açúcar e álcool, siderurgia, madeireiras e outros, além de uma estimativa de custos de transformação e potencial de mercado nos setores respectivos / Abstract: Agricultural activities and wood exploitation either in natural or planted forests in Brazil, generate a large amount of vegetables residues, along with the main product. Usually these residues have not a correct use, being in most of the times either burned or abandoned on the field, becoming this way an energy waste, that should be used more conveniently, otherwise, in some regions of the country there is a large consumption of solid fuels, specially for domestic use (wood arid charcoal) and steel manufacturing (charcoal and imported coke, as a carbon source) purposes. This work aims to study the possibility of making feasible the rational use of agricultural and forest residues, so wood, charcoal, and coke would be partially replaced, looking for, the decrease of the exploitation rate of natural forests and importation of similar products. The experimental work was developed using high pressures and temperatures for processing of agricultural and forestry residues, which have some economic importance for the country, by using the appropiate equipment. Briquettes were prepared through compactation and pirolysis for future analysis to obtain their main energy properties, and comparing with other fuels. These processes aim decreasing the most important problems arised by the utilization of residues namely: low density and calorific value, high moisture, and lack of geometrical form. It will be also shown, a first aproach to evaluate the available residues for processing in sugar and alcohol, steel manufacturing, wood transfonnation sectors, and so on, as well as processes estimated costs and potential markets in those areas / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica