Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T20:31:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramalho_EdnaLopes_M.pdf: 7826647 bytes, checksum: 421d570def3f6fec9cbefeabd69c1cda (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A elevação nas tarifas de energia elétrica, e a necessidade de competição de preços e qualidade do produto com o mercado internacional, incentivam os setores industriais, que utilizam vapor nos seus processos, a buscarem uma melhor eficiência no uso do combustível, com a tecnologia de cogeração. Isso pode redundar numa ampliação da energia elétrica gerada e, consequentemente, na possibilidade de redução do custo final do produto. Pode, ainda, disponibilizarde forma efetiva, um certo potencial de energia elétrica, que poderá ser comercializado em função da safta nas agroindústrias, através da figura do autoprodutor, ou de forma constante, o que caracteriza a produção independente de energia, visando a ampliação da receita. Para a consolidação desse objetivo, é preciso associar-se ao comprador de energia. As regulamentações para a comercialização de energia elétrica excedente de autoprodutores, ocorreram num momento em que os serviços de eletricidade eram definidos como monopólio natural, não existindo competitividade entre os agentes integrantes deste sistema. O setor industrial que mais se destacou na comercialização de excedentes de energia, com concessionárias de serviços de eletricidade, foi o sucro-alcooleiro, o qual, através da cogeração, utilizando o bagaço como combustível, vem conseguindo sua auto-suficiência em energia elétrica durante a safra. No entanto, quando se avalia a evolução na comercialização de excedentes de energia elétrica, por este segmento industrial, constata-se que as quantidades de potência (MW) e energia (MWh) comercializadas, estão aquém do potencial do setor. Apresentam-se neste trabalho, os principais aspectos que limitaram esta comercialização de energia, obtidos através de entrevistas realizadas junto a algumas unidades industriais, localizadas na área de concessão da Companhia Paulista de Força e Luz, bem como através da bibliografia sobre o tema. Discutem-se as possibilidades de incremento da cogeração, e a inserção desses novos agentes dentro do novo modelo institucional do setor elétrico, que deverá se caracterizar pela competitividade nos segmentos de geração e comercialização de energia elétrica / Abstract: The rising of electricity bills and the need for competitive prices and product quality in the international market motivated the industrial sectors, which use steam in their processes, to seek a better efficiency in using fuel through the cogeneration technology. It can result in an increase of generated power and as a consequence, decrease the product final cost. It can also effectively make available a certain amount of power that could be traded in function of the harvest in agrindustries, by the self productor, or that could be traded steadily characterizing independent power production, and aiming the revenue rise. In order to consolidate this objective, it is necessary to associate with the power buyer/purchaser. The regulations on the exceeding power trading by the self productor happened when alI the electricity utilities were defined as natural monopoly, hence there was no competition among the participating agents of the system. The industrial sector which was most prominent on trading the exceeding power with the electricity utilities was the sugar and alcohol sector, which, through the cogeneration using sugarcane bagasse as fuel, has been managing to be self-sufficientin electricity generation during the harvest season. However, when the trading of exceeding power is evaluated in this sector, it is found that the amount of power (MW) and energy (MWh) traded are below the sector potential of generation. In this work, the main features that limit the power trading are presented. Those features were obtained through interviews made in some plants located in the concession area of Companhia Paulista de Força e Luz, as well as, through the literature reference to the theme. It is discussed the possibility of increasing the cogeneration and the insertion of news agents in this new institutional model of the power sector, that should be characterized by competitively in the segments of power generation and trading / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Sergio Valdir Bajay, Luiz Augusto Horta Nogueira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T19:24:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Walter_ArnaldoCesardaSilva_D.pdf: 62204764 bytes, checksum: 2db845c9a7219e9fb062e3525371bda1 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este trabalho trata da cogeração e da produção independente de eletricidade e, em especial, da viabilidade e das perspectivas dessas tecnologias junto ao setor sucro-alcooleiro, no Brasil. Na primeira parte deste trabalho, a cogeração e a produção independente são estudadas enquanto formas de geração descentralizada de energia elétrica. São identificadas suas principais características, as razões pelas quais essas alternativastêm sido valorizadas e como que as mesmas têm sido tratadas, no contexto internacional, nos processos de reformulação da base institucional do setor elétrico. Em uma segunda etapa, os setores elétrico e sucro-alcooleiro, no Brasil, são estudados. No caso do setor elétrico, são analisadas sua estrutura organizacional, as origens de sua crise institucional e financeira e algumas propostas de restruturação. Já para o setor sucro-alcooleiro, faz-se uma análise da expansão da agro-indústria canavieira nos últimos anos, com destaque para as questões relativas à concentração da produção, para o problema dos custos de produção do álcool etílico e para as razões e opções de diversificaçãoda produção. As várias alternativas de geração elétrica em larga escala são analisadas na terceira parte do trabalho. A partir de procedimentos de simulação desenvolvidos nesta tese, foram determinadas as principais características técnicas de cada sistema, tais como a capacidade de geração, a produção de energia elétrica, a disponibilidade de excedentes e os requerimentos de biomassa. Esses resultados permitiram, por sua vez, a realização de estudos de viabilidade econômico financeira. O potencial das tecnologias de maior viabilidade técnica e econômica foi, então, calculado para o Estado de São Paulo, a partir da consideração de cenários alternativos de crescimento da produção de cana e da identificação das usinas mais adequadas para esses empreendimentos. A produção de energia elétrica em larga escala a partir de subprodutos da cana-de-açúcar é uma alternativa que pode trazer beneficios tanto ao setor sucro-alcooleiro quanto ao setor elétrico, e vantagens ainda maiores para a sociedade em seu conjunto. Em que pese o atual contexto de dificuldades, suas perspectivas tendem a ser tanto mais promissoras quanto maior for a necessidadede racionalizaçãodos custos de atendimento, por parte do setor elétrico, e de redução dos custos de produção, por parte do setor sucro-alcooleiro / Abstract: This work deals with cogeneration and independent power production and, more specifically, with the feasibility and perspectives of these technologies in the Brazilian sugar-cane industry. In the first part of this thesis, cogeneration and independent power production are assessed as decentralised power generation options. Some aspects of these technologies are identified, as the conditions in which they have developed in recent years, world-wide, and how they have been dealt with in the institutional structural changes under way in the public owned electric power sector in several countries. In the second part, the Brazilian electric sector and the sugar-cane industry are evaluated. The organisational structure of the electric power sector, the reasons of its institutional and financial crises and some structural changes proposals are discussed. In the other hand, the sugarcane industry is studied according to the following aspects: its expansion in recent years, the concentration of the production, the alcohol production costs and why some degree of production diversificationin this industrial branch is desirable. Several technological alternatives that allow a large scale electricity production in the sugar and alcohol sector are examined in the final part of this thesis. A simulation procedure was specially developed in this thesis and applied to a typical sugar and alcohol plant. With the help of this simulation procedure, technical and economic evaluations were carried out and the best alternatives are identified. Finally, their potential was calculated for the sugar-cane industry in the State of São Paulo, considering the possible expansion of the sugar and alcohol production and the mills that are more appropriate to respond for this increase. The large scale electric power generation from sugar-cane by-products is an option that can bring about some advantages for the public owned electric power sector, as well for the sugarcane one. As a matter of fact, looking from a social point of view, a larger number of advantages can be identified for the society as a whole. Despite the present constraints, the perspectives are good, speciallyin an environment of more competition in the electric sector and in the sugar-cane industry / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

A produção de etanol no Brasil é baseada na extração do caldo de cana-de-açúcar para fermentação e destilação, enquanto o bagaço é queimado nas caldeiras para a cogeração de energia. Embora, este processo aproveite de modo geral toda a biomassa disponível, também gera grande quantidade de resíduo, conhecido como vinhoto ou vinhaça, que ao ser utilizado na fertirrigação pode causar diversos problemas ambientais. Além disso, a necessidade de expandir a produção de biocombustíveis gera uma grande problemática com relação à utilização de terras destinadas à produção de alimentos. Nesse sentido, a produção de etanol de segunda geração (2G) surge como alternativa para aumentar a produtividade do bioetanol, mantendo a mesma área de cana plantada, mas trazendo consigo a problemática do aumento da vinhaça gerada. Tendo em vista os desafios criados em torno desta temática, foi desenvolvido um modelo onde se empregou o tratamento biológico anaeróbio de vinhaça para a produção de metano a ser utilizado como fonte de energia em uma usina autônoma de etanol. O bagaço que seria queimado para este fim foi então conduzido para a produção de etanol 2G, aumentando a produtividade deste combustível. Utilizando a ferramenta Solver, do software Excel, foi possível obter com este modelo até 23 L t-1cana de etanol 2G sem comprometer a autossuficiência energética da planta, de modo que os 9,82 m³ t-1cana de metano produzido pela biodigestão possibilitou o redirecionamento de 17% do bagaço para a produção deste combustível. Desta forma seria possível obter, uma receita anual de até R$ 58 mi. Além do aumento da produtividade, este modelo também previu a redução de impactos ambientais causados pela aplicação da vinhaça no solo, como a prevenção de emissões de cerca de 33.000 tN2O safra-1, e a geração de valor econômico com a venda de produtos e créditos de carbono, que poderiam custear a operação da biodigestão na unidade. / The ethanol production process is commonly performed in Brazil by extracting the sugarcane juice for fermentation and distillation, while the bagasse is burned in boilers for energy cogeneration. Although these processes generally utilize all the available biomass, it also generates large amount of residue, known as stillage or vinasse, which when used in fertigation is responsible for many environmental problems. Moreover, the need to expand biofuel production generates a considerable problem regarding the land use for food production. In this sense, the production of second generation (2G) ethanol is an alternative to increase bioethanol productivity while maintaining the same area of planted ​​cane, but bringing the problem of the vinasse generation increase. In view of the challenges created around this issue, a model was developed considering the biological anaerobic treatment of vinasse for the production of methane to be used as a source of energy in an autonomous plant ethanol. The bagasse supposed to be burned for this purpose was then conducted to produce 2G ethanol, increasing the productivity of the fuel. Using the Solver tool of Excel software, it was possible to obtain with this model up to 23 L t-1cane 2G ethanol without compromising the energy self-sufficiency of the plant, so that 9.82 m³ t-1cane of methane produced by digestion allowed liberation of 17% of bagasse from cogeneration to produce this fuel. Thus, it would be possible to obtain an annual income of up to R $ 58 mi. In addition to increased productivity, this model also foresee the reduction of environmental impacts caused by the application of vinasse in the soil, such as preventing emissions of around 33.000 tN2O season-1, and the generation of economic value by selling products and carbon credits that could fund the operation of biodigestion in the unit.

Orientador: José Antonio Perrella Balestieri / Banca: Paulo Magalhães Filho / Banca: Rogério José da Silva / Resumo: A cogeração tem sido proposta em diferentes oportunidades para a solução de problemas de atendimento das necessidades energéticas de empresas (ou grupos de empresas em pólos industriais) a partir de combustíveis fósseis e biomassas vegetais, de forma preponderante. Há, contudo, uma forte demanda mundial para que sejam desenvolvidas novas alternativas de geração, bem como fontes energéticas, dentre as quais se destaca o lixo urbano, na medida em que esse colabora fortemente com a ocupação de áreas economicamente rentáveis, bem como com problemas de ordem social e ambiental quando não devidamente gerenciado. Esta Tese tem por objetivo analisar as perspectivas da geração combinada de eletricidade e vapor em pólos industriais a partir da destruição de resíduos sólidos municipais; para tanto, desenvolve-se uma avaliação das principais formas de deposição do lixo urbano, bem como da cogeração em termos dos sistemas empregados. Foi analisada a legislação ambiental de diversos países, com especial destaque para a política ambiental brasileira, de modo a que fossem observadas as diretrizes de emissões preconizadas em nível mundial e de forma comparativa. Neste item, concluiu-se pela adequada formulação apresentada pela legislação brasileira, que contempla os principais limites de qualidade do ar e de emissão em níveis compatíveis com os que vêm sendo praticados internacionalmente. De modo a subsidiar a modelagem apresentada no corpo da Tese, foi desenvolvido um levantamento acerca das características operacionais e de investimento das principais tecnologias de remoção de poluentes atmosféricos, bem como formas alternativas para "produção limpa" de energia. Para que pudesse ser desenvolvida uma formulação de base exergoeconômica e ambiental para o presente estudo, foi realizada uma revisão bibliografia acerca dos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: Cogeneration has been proposed, in different opportunities for working out problems concerning energetic needs of enterprises (or groups of enterprises in industrial stocks) preponderantly from fossil fuels and vegetable biomasses. There is, however, a strong world demand for new generating alternatives, as well as energetic sources, be developed: among them it can be pointed out urban waste, while it contributes strongly for the occupation of economically profitable areas and environmental and with not properly managed social problems. This Thesis aims to analyse the perspectives of electricity and steam combined generation industrial stocks from municipal solid waste destruction; therefore, an evaluation of the main forms of urban waste deposition, as well as the cogeneration in terms of the system used is developed. The environmental legislation for a number of countries, with special emphasis for the Brazilian environmental policy, was analysed , so that the emission guidances preconized at a world summit level and at a comparative level could be observed. In this item, the decision was made for the Brazilian legislation, that contemplates the principal air and emission quality limits at levels consistent with the ones worldwide used. In order to subsidize the modeling presented in this Thesis, a gathering of facts on the operational and investment characteristics of the chief technologies for removing atmospheric pollutants, as well as alternate forms for "clean production" of energy was developed. It was performed a bibliographic revision on the principal models used for the calculation of environmental costs, to allow the development of a formulation on environmental and exergoeconomic basis for the present study, as well as alternative models which, yet not showing environmental utilization, could, that way, be considered with small... (Complete abstract, click electronic address below).

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2004 / Inclui bibliografias e índice / O desevolvimento de um estudo de viabilidade econômica e projeto de uma planta de cogeração. iniciados em 2001, foi o objetivo deste estudo. Neste sentido, esforços foram realizados a fim de se desenvolver o melhor projeto, visando reduzir custos e, no mí

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-24Bitstream added on 2014-06-13T18:10:02Z : No. of bitstreams: 1 passolongo_r_me_ilha.pdf: 1135025 bytes, checksum: dbd8595b1dfa21765349cdeb44120185 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho analisa, sob o ponto de vista termodinâmico, termoeconômico e econômico a integração da gaseificação da biomassa em uma usina sucroalcooleira. Considera-se a gaseificação da palha e da vinhaça, com a queima do bagaço na caldeira para gerar o vapor necessário para a usina. São considerados cinco casos de estudo. Inicialmente é feita uma análise da planta atual de vapor de uma usina do oeste paulista que utiliza equipamentos modernos e eficientes, incluindo uma caldeira que produz vapor a altos níveis de pressão e temperatura, o qual é utilizado para geração de eletricidade em uma turbina de extração-condensação de múltiplos estágios e em outra turbina de contrapressão. Além disso, todos os acionamentos das moendas são eletrificados. Na sequência são definidos casos de estudo que combinam a gaseificação da vinhaça e da palha da cana com a planta atual de vapor da usina. Por fim, é definida uma planta de uma usina nova com o dobro da moagem considerada inicialmente, incluindo uma caldeira que gera vapor a altos níveis de pressão e temperatura, e uma turbina de extração-condensação de múltiplos estágios, integrando a gaseificação da palha e da vinhaça. Os resultados mostram que as plantas com gaseificação promovem um aumento substancial na geração de eletricidade da usina e na eficiência da planta. Entretanto, sob o ponto de vista termoeconômico e econômico, as plantas que integram a gaseificação apresentam maior custo de geração da eletricidade e maior tempo de retorno do investimento / In this work, the integration of biomass gasification in a sugarcane plant is analyzed from the thermodynamic, thermoeconomic and economic point of view. The gasification of straw and stillage by-products is taken into account, alongside the burning of bagasse in the boilers to generate steam for the plant. Five case studies are considered. At first, an analysis is carried out of the current steam plant from a sugarcane factory in the western region of Sao Paulo State that deploys modern and efficient equipment, including a boiler that produces steam at high pressure and temperature, which is used to generate electricity in a multistage condensation-extraction steam turbine and in a backpressure turbine. All drives of the mills are electrified. Following that, some more case studies are specified, combining the gasification of stillage and straw with the current steam plant of the sugarcane factory. Finally, a new plant is proposed, with twice the milling currently obtained, including a boiler that generates steam at higher pressure and temperature, and a multistage condensation- extraction turbine, integrating the gasification of straw and stillage. The results show that plants with gasification promote a substantial increase in electricity generation and in the efficiency of the plant. However, from the thermoeconomic and economic point of view, the plants that considers gasification presents a higher cost of the electricity and a longer payback

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1998-09Bitstream added on 2014-06-13T19:18:34Z : No. of bitstreams: 1 holanda_mr_me_guara.pdf: 762927 bytes, checksum: b8e9d3373eeebcf7c06ed505395642c5 (MD5) / A cogeração tem sido proposta em diferentes oportunidades para a solução de problemas de atendimento das necessidades energéticas de empresas (ou grupos de empresas em pólos industriais) a partir de combustíveis fósseis e biomassas vegetais, de forma preponderante. Há, contudo, uma forte demanda mundial para que sejam desenvolvidas novas alternativas de geração, bem como fontes energéticas, dentre as quais se destaca o lixo urbano, na medida em que esse colabora fortemente com a ocupação de áreas economicamente rentáveis, bem como com problemas de ordem social e ambiental quando não devidamente gerenciado. Esta Tese tem por objetivo analisar as perspectivas da geração combinada de eletricidade e vapor em pólos industriais a partir da destruição de resíduos sólidos municipais; para tanto, desenvolve-se uma avaliação das principais formas de deposição do lixo urbano, bem como da cogeração em termos dos sistemas empregados. Foi analisada a legislação ambiental de diversos países, com especial destaque para a política ambiental brasileira, de modo a que fossem observadas as diretrizes de emissões preconizadas em nível mundial e de forma comparativa. Neste item, concluiu-se pela adequada formulação apresentada pela legislação brasileira, que contempla os principais limites de qualidade do ar e de emissão em níveis compatíveis com os que vêm sendo praticados internacionalmente. De modo a subsidiar a modelagem apresentada no corpo da Tese, foi desenvolvido um levantamento acerca das características operacionais e de investimento das principais tecnologias de remoção de poluentes atmosféricos, bem como formas alternativas para produção limpa de energia. Para que pudesse ser desenvolvida uma formulação de base exergoeconômica e ambiental para o presente estudo, foi realizada uma revisão bibliografia acerca dos... . / Cogeneration has been proposed, in different opportunities for working out problems concerning energetic needs of enterprises (or groups of enterprises in industrial stocks) preponderantly from fossil fuels and vegetable biomasses. There is, however, a strong world demand for new generating alternatives, as well as energetic sources, be developed: among them it can be pointed out urban waste, while it contributes strongly for the occupation of economically profitable areas and environmental and with not properly managed social problems. This Thesis aims to analyse the perspectives of electricity and steam combined generation industrial stocks from municipal solid waste destruction; therefore, an evaluation of the main forms of urban waste deposition, as well as the cogeneration in terms of the system used is developed. The environmental legislation for a number of countries, with special emphasis for the Brazilian environmental policy, was analysed , so that the emission guidances preconized at a world summit level and at a comparative level could be observed. In this item, the decision was made for the Brazilian legislation, that contemplates the principal air and emission quality limits at levels consistent with the ones worldwide used. In order to subsidize the modeling presented in this Thesis, a gathering of facts on the operational and investment characteristics of the chief technologies for removing atmospheric pollutants, as well as alternate forms for clean production of energy was developed. It was performed a bibliographic revision on the principal models used for the calculation of environmental costs, to allow the development of a formulation on environmental and exergoeconomic basis for the present study, as well as alternative models which, yet not showing environmental utilization, could, that way, be considered with small... (Complete abstract, click electronic address below).

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T03:25:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_FredericoAugustoSpolidorio_M.pdf: 3699527 bytes, checksum: fee04cbb6876f5ce62626058ebc660e7 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este projeto busca relacionar diversos aspectos interdisciplinares envolvidos em uma central de co-geração de energia elétrica. Motivado pela crescente inserção de centrais de geração distribuída operando de forma ilhada ou paralela ao sistema, foram desenvolvidos modelos mecânicos (térmicos e dinâmicos) e elétricos buscando representar os diversos equipamentos envolvidos em uma central de geração em um nível industrial. Baseado nesta concepção, optou-se pela geração de energia através de máquinas térmicas (turbinas a vapor) impulsionadas pela energia proveniente da queima de biomassa restante de diferentes processos industriais. Os modelos teóricos aqui representados foram numericamente simulados com parâmetros obtidos em um estudo de caso real. Seus resultados foram então comparados qualitativamente e quantitativamente contra as variáveis reais do processo analisado. Ao consolidar esta ferramenta de estudo, o simulador mostrou-se eficiente no treinamento de operadores de casas de forças, sendo capaz de esclarecer as interferências entre o nível de carga com as demais variáveis envolvidas em seu processo / Abstract: This project intends to gather several interdisciplinary aspects common to a co-generation power plant. Driven by the increasing amount of distributed generation units operating on island or parallel mode with the network, some mechanical (thermo and dynamic) and electrical models were developed in order to represent the equipments usually installed on an industrial size power station. Based on this concept, the more convenient option was to proceed the evaluation through turbo machinery (steam turbine) driven by the energy acquired from the heat power on burning byproducts of industrial processes. The theoretical models were simulated with parameters obtained from a real case study. The results were then finally compared with real process information acquired from field research. In order to consolidate this computational tool, the simulator has shown efficient results on training power station operators on clarifying the impacts of load level on the other relevant variables on their processes / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Ricardo Figueiredo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T16:34:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Makiyama_PatriciaAkemi_D.pdf: 909858 bytes, checksum: 44f3dcd6439a819df8a8d16fa7f5d458 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este estudo apresenta o desenvolvimento de um programa pré-existente de simulação de um sistema de refrigeração por absorção água-amônia que utiliza como fonte de energia os gases de exaustão de um motor diesel de um grupo diesel-gerador. O projeto foi executado em quatro etapas. Um dimensionamento inicial dos diversos componentes envolveu relações puramente termodinâmicas, e baseou-se no arbítrio de diferenças de temperatura nos diversos trocadores de calor e algumas condições operacionais e ambientais, como capacidade de refrigeração e temperatura de entrada da água de resfriamento nos condensadores e absorvedor. Obteve-se, assim, o porte de cada equipamento do sistema de refrigeração em termos de parâmetros, tais como os coeficientes globais de transferência de calor multiplicado pelas áreas de cada componente ou a efetividade multiplicada pela mínima capacidade térmica horária. Na segunda etapa, foi feito o detalhamento construtivo de cada componente do sistema com o intuito de se chegar o mais próximo possível aos resultados do projeto inicial. Foram introduzidas as relações para o cálculo de transferência de calor de cada componente do sistema, o cálculo dos respectivos coeficientes de transferência de calor e as perdas de cargas relevantes ao cálculo da potência elétrica auxiliar demandada pelo sistema. Uma vez definida a configuração inicial de um sistema de refrigeração por absorção específico, buscou-se a maximização da potência térmica do evaporador e a minimização da potência elétrica auxiliar total requerida pelo sistema, variando-se parâmetros construtivos (comprimento, diâmetro e número de tubos) de cada trocador de calor. Os comprimentos, número e diâmetro dos tubos foram, então, fixados em função dos resultados obtidos nesta etapa do projeto. Definida a configuração final do sistema, calculou-se a capacidade de produção de gelo em barras pelo sistema de refrigeração por absorção proposto em função da demanda de energia elétrica ao longo do dia para a Região Norte Amazônica. Na quarta etapa do projeto, o absorvedor foi estudado isoladamente. O sistema de refrigeração por absorção proposto, que utiliza os gases de escape de um motor diesel de 123 kW de potência máxima de um grupo diesel-gerador de pequeno porte, possui uma capacidade de produção de 372 barras de gelo de 10 kg por dia, operando o dia inteiro, ou de 150 barras, considerando-se horário comercial (8h às 18h horas). / Abstract: This work shows the development of an ammonia-water absorption refrigeration system pre-existing simulation program, which uses diesel engine exhaust gases from a diesel-generator group as energy source. The project was implemented in four stages. An initial design of its components involved solely thermodynamic relations, and was based on the arbitration of temperature differences in the different heat exchangers and some environmental and operational conditions, such as cooling water inlet temperature in condensers and absorber and refrigeration capacity. The size of each refrigeration system equipment was obtained in terms of parameters such as overall heat transfer coefficients multiplied by the areas of each component or the effectiveness multiplied by the hourly minimum thermal capacity. In the second stage, the detailed construction of each component of the system was made with the aim of reaching as close to the original design parameters. The heat transfer equations for each system component, the heat transfer coefficient calculation, and the relevant pressure drops related to the calculation of required electric power were introduced. After the initial configuration had been defined of a specific absorption refrigeration system, an additional adjustment took place, aiming at the maximization of the thermal power of the evaporator and the minimization of the total electric power required by the system. This fine tunning was carried out by varying the construction parameters (length, diameter and number of tubes) of each heat exchanger. The length, number and diameter of the tubes were then set according to the results obtained in this part of the project. After settling the system configuration, the production capacity of ice bars of the proposed absorption refrigeration system was estimated according to the demand for electricity along the day for the northern Amazon region. In the fourth stage of the project, the absorber has been studied in separate, as a standalone module. The proposed absorption refrigeration system in this work, which uses the exhaust gases from a diesel engine of a small diesel-generator group, showed to have a production capacity of ice, measured in bars of 10 kg, equals to 372 bars a day (3720 kg), working all day, or 150 bars a day (1500 kg), if considering only the period of 8 working hours (business hours, from 8 am to 6 pm). / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Jorge Isaias Llagostera Beltran / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_RicardoAntoniodoEspiritoSanto_M.pdf: 2280030 bytes, checksum: 73620817c817b18437fa8219d3244138 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho faz a análise de caldeiras de recuperação térmica aquotubular no ponto de projeto e fora de projeto, seja ela parte integrante de uma central termoeléctrica de ciclo combinado ou de plantas de cogeração. Os mecanismos de troca de calor, que conduzem à produção de vapor na caldeira, encontram-se parametrizados num sistema matemático baseado nas leis fundamentais da termodinâmica e da transferência de calor, aplicado a um programa computacional. O programa foi desenvolvido no ambiente do software Engineering Equation Solver -EES. Quatro configurações básicas foram estudadas, considerando caldeiras com um e dois níveis de pressão e a variação de parâmetros relevantes. O modelo computacional desenvolvido, caracteriza-se pela sua flexibilidade já que os fatores geométricos da caldeira não precisão ser avaliados. Eventos operacionais como a queima auxiliar e o controle da temperatura do vapor, também podem ser avaliados, para todas as configurações disponíveis. Através das estruturas com dois níveis de pressão é possível evidenciar como a energia recuperada pode ser maximizada redistribuindo as superfícies de aquecimento. Esta analise é realiza para diversos casos, simulada com dados publicados, para sistemas reais e sistemas em estudo, contemplando desta forma cenários operacionais, que poderão esta de acordo com a realidade de qualquer unidade industrial / Abstract: The objective of this work was to model thermal recovery water tube boilers in the design and off-design point, either it has left integrant of a thermoelectric central office of agreed cycle or cogeneration plants. The heat exchange mechanisms, that lead to the steam production in the boiler, meet parameterizations in a based mathematical system in the thermodynamics and the heat transference basic laws, applied to a computational program. The program was developed in the environment of software Engineering Equation Solver - EES. Four basic configurations had been studied, considering boilers with one and two pressure levels and the excellent parameter variation. The developed computational model is characterized for its flexibility, since the steam generators geometric factors no is evaluated. Operational events as the burning auxiliary and the control of the temperature of the steam also can be evaluated for all the available configurations. Through the structures with two levels of pressure it is possible evidences as the recouped energy can be maximized reconfiguring the heating surfaces. This analyzes is carries through for diverse cases, simulated with data published, for real systems and systems in study, contemplating of this form operational scenes, that will be able this in accordance with the reality of any industrial unit / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica