Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2014-10-22T17:20:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao. Texto completo.pdf: 3745726 bytes, checksum: fb51c8dfd6a7dedb02d3ddd69aa1f9c6 (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2014-11-19T18:33:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao. Texto completo.pdf: 3745726 bytes, checksum: fb51c8dfd6a7dedb02d3ddd69aa1f9c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-19T18:33:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao. Texto completo.pdf: 3745726 bytes, checksum: fb51c8dfd6a7dedb02d3ddd69aa1f9c6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Talvez não seja nenhum exagero afirmar que há quase um consenso entre os praticantes da Termoeconomia de que a exergia, ao invés de só entalpia, seja a magnitude Termodinâmica mais adequada para ser combinada com o conceito de custo na modelagem termoeconômica, pois esta leva em conta aspectos da Segunda Lei da Termodinâmica e permite identificar as irreversibilidades. Porém, muitas vezes durante a modelagem termoeconômica se usa a exergia desagregada em suas parcelas (química, térmica e mecânica), ou ainda, se inclui a neguentropia que é um fluxo fictício, permitindo assim a desagregação do sistema em seus componentes (ou subsistemas) visando melhorar e detalhar a modelagem para a otimização local, diagnóstico e alocação dos resíduos e equipamentos dissipativos. Alguns autores também afirmam que a desagregação da exergia física em suas parcelas (térmica e mecânica) permite aumentar a precisão dos resultados na alocação de custos, apesar de fazer aumentar a complexidade do modelo termoeconômico e consequentemente os custos computacionais envolvidos. Recentemente alguns autores apontaram restrições e possíveis inconsistências do uso da neguentropia e deste tipo de desagregação da exergia física, propondo assim alternativas para o tratamento de resíduos e equipamentos dissipativos que permitem a desagregação dos sistemas em seus componentes. Estas alternativas consistem, basicamente, de novas propostas de desagregação da exergia física na modelagem termoeconômica. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo avaliar as diferentes metodologias de desagregação da exergia física para a modelagem termoeconômica, tendo em conta alguns aspectos como vantagens, restrições, inconsistências, melhoria na precisão dos resultados, aumento da complexidade e do esforço computacional e o tratamento dos resíduos e equipamentos dissipativos para a total desagregação do sistema térmico. Para isso, as diferentes metodologias e níveis de desagregação da exergia física são aplicados na alocação de custos para os produtos finais (potência líquida e calor útil) em diferentes plantas de cogeração considerando como fluido de trabalho tanto o gás ideal bem como o fluido real. Plantas essas com equipamentos dissipativos (condensador ou válvula) ou resíduos (gases de exaustão da caldeira de recuperação). Porém, foi necessário que uma das plantas de cogeração não incorporasse equipamentos dissipativos e nem caldeira de recuperação com o intuito de avaliar isoladamente o efeito da desagregação da exergia física na melhoria da precisão dos resultados da alocação de custos para os produtos finais. / Most analysts agree that exergy, instead of enthalpy only, is the most appropriated thermodynamic property to associate with cost (originally an economic property) since it contains information from the Second Law of Thermodynamics and accounts for energy quality. However, many times during the Thermoeconomic Modeling, the exergy is disaggregated in their components (chemical, thermal and mechanical), or yet, it includes the negentropy, which is a fictitious flow, thus allowing the system disaggregation into its components (or subsystems) and also to improve modeling to local optimization, diagnosis and residues treatment. Although some authors believe that physical exergy disaggregation in their components (thermal and mechanical) improve the accuracy of the results, the increase in the complexity modeling is significant, and consequently increase the computational efforts. Recently some authors identified restrictions and possible limitations of using negentropy and this kind of physical exergy disaggregation, thus proposing alternatives for residues and dissipative equipment treatments targeting system disaggregation into its components. These alternatives consist of new proposals of physical exergy disaggregation. Thus, this work aims to evaluate the different approaches of physical exergy disaggregation for Thermoeconomic Modeling, taking into account some aspects: advantages, limitations, inconsistences, accuracy improvements, increase of complexity and computational efforts and the residues and dissipative equipment treatments for total system disaggregation. For this, the different approaches and levels of physical exergy disaggregation are applied for cost allocation of final products (net power and useful heat) in different cogeneration systems considering as working fluid both ideal gas and real fluid. These plants, with dissipative equipment (condenser and valve) and/or residues (exhaust gases from the recovery boiler). However, it was necessary to use one cogeneration plant without dissipative equipment neither residues in order to evaluate the effect of physical exergy disaggregation alone.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Atilio Barbosa Lourenco.pdf: 1281099 bytes, checksum: 30b11e22aaae3c126ccd46522b08d45e (MD5) Previous issue date: 2012-12-13 / Este trabalho tem como objetivo apresentar uma abordagem termoeconômica alternativa cuja aplicação em ciclos de refrigeração deve isolar equipamentos dissipativos, como condensadores e válvulas, na estrutura produtiva de modo que os resultados gerados sejam coerentes. A abordagem, chamada de Modelo UFS, é baseada no conceito de desagregação da exergia física, no caso, em três componentes, a saber, termo de energia interna, termo de trabalho de fluxo e termo entrópico e é aplicada a cinco ciclos de refrigeração, a saber, ciclo reverso de Carnot, ciclo simples por compressão de vapor, ciclo multipressão por compressão de vapor em cascata, ciclo multipressão por compressão de vapor com interresfriamento e ciclo por absorção de simples efeito. Os balanços de custo são avaliados em nível dos componentes dos ciclos e os custos exergéticos unitários dos fluxos internos e do produto são obtidos. Também é feito o balanço de exergia e comparado com a diferença entre insumo e produto para cada unidade física dos ciclos, além da avaliação das razões produto-insumo. Os resultados mostram que os custos exergéticos unitários nunca são menores que a unidade e que as razões produto-insumo nunca são maiores que 100%, além da análise exergética gerar os mesmos valores de irreversibilidades que a diferença entre insumo e produto. Por fim, comentários são tecidos, bem como sugestões para trabalhos futuros / The goal of this work is to present an alternative thermoeconomic approach whose application to refrigeration cycles should isolate dissipative components, as condensers and valves, in the productive structure so the yielded results are consistent. The approach, called UFS Model, is based on the concept of physical exergy splitting into three components, namely, internal energy term, flow work term and entropic term and is applied to five refrigeration cycles, namely, Carnot s reverse cycle, vapor-compression simple cycle, vaporcompression cascade cycle, vapor-compression cycle with intercooling and simple-effect absorption cycle. The cost balances are assessed at the components level and the exergetic unit costs of both internal flows and plant product are obtained. Also, the exergy analysis is done and compared with the difference of fuel (or resource) and product of each physical unit, besides the assessment of the product-resource ratios. The results show that the exergetic unit costs are never less than one and the product-resource ratios are never greater than 100%. Besides, the exergy analysis yields same irreversibility values of the difference of resource and product. Finally, some remarks are done as well as suggestions for future works