Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-27T15:38:25Z No. of bitstreams: 1 160281.pdf: 1805471 bytes, checksum: fae42d91d40243842459445aee534cc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-27T15:38:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 160281.pdf: 1805471 bytes, checksum: fae42d91d40243842459445aee534cc7 (MD5) Previous issue date: 1983-12 / CNPq / CAPES / Os coletores solares de tipo cilindro-parabólico apresentam um grande potencial de aplicação na área de geração de calor de uso doméstico e industrial. Entretanto, são requeridos, ainda, grandes esforços de pesquisa e desenvolvimento para um projeto ótimo deste equipamento. As influências das características geométricas dos componentes (refletor, absorvedor, tubo envelope ou tampa anticonvectivos), dos tipos de contagem e materiais empregados, sobre a formação da imagem e a concentração útil do coletor são analisadas através da técnica do traçado de raios da ótica geométrica, e considerando que o disco solar apresenta urna dimensão finita. São analisadas também as situações de erro e de perfeito apontamento do plano da abertura do concentrador para o sol. O estudo teórico permite identificar as dimensões construtivas mais adequadas, assim corno a forma e o acabamento da superfície refletora e o tipo de montagem do equipamento para urna dada concentração e o número de horas de funcionamento num sítio determinado. / The potential utilization of parabolic trough collectors for the production of industrial process and domestic uses is largely expected. Nowadays a big effort in terms of research and development must be done to be achieved an optimun design for this equipament. Utilising the ray tracing method and the solar dish concept, this work analyses the influence of the geometric characteristics of the components (reflector, absorber, envellope tube). Type of the frame and materials used on the immage and the concentrating factors, the case of perfect pointing or defocused to the sun is considered. From the theory are obtained the dimensions and geometry for the equipament, the form and the surface finish of the reflector and adequated supporting frame related with a given concentrating factor and working period of time for a choosen site.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-06T14:43:15Z No. of bitstreams: 1 2009_LucasGuimaraesLinsBrandao.pdf: 7285942 bytes, checksum: 25a31b338b76cff0c4491a2c7f9f70f8 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-06T14:44:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_LucasGuimaraesLinsBrandao.pdf: 7285942 bytes, checksum: 25a31b338b76cff0c4491a2c7f9f70f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-06T14:44:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_LucasGuimaraesLinsBrandao.pdf: 7285942 bytes, checksum: 25a31b338b76cff0c4491a2c7f9f70f8 (MD5) / Em 2004, com o novo modelo institucional do Setor Elétrico Brasileiro, a contratação de energia de usinas termelétricas passou a ser realizada em leilões de energia nova. No resultado dos leilões é possível observar usinas de alto custo variável unitário movidas a óleo diesel e combustível. Este trabalho mostra o funcionamento e os resultados dos leilões de energia nova, além de definir e analisar o Índice de Custo Benefício (ICB), utilizado nos leilões para ordenação econômica dos empreendimentos termelétricos, bem como objetiva examinar o retorno esperado por um empreendedor que deseja participar deste leilão. Para obter retorno, o empreendimento deve alcançar um ICB competitivo e considerar os riscos envolvidos no cálculo do lucro. Este estudo avaliará os riscos envolvidos na variação do ICB e no preço da energia elétrica no mercado, no sentido de verificar se os empreendimentos de alto custo variável unitário levam vantagem sobre as demais soluções de geração. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In 2004, with the appliance of the new institutional model of the Brazilian Electric Sector, the contracting of thermoelectric power plants started to be done through new energy auctions. The result of those auctions showed high-cost diesel or fuel power plants. This paper not only displays the results of those auctions but also defines and analyzes the Cost- Benefit Index (ICB) used in the auctions in order to organize the economy of the Thermoelectric Businesses. It is the goal of this paper to analyze the profit expected by Businessmen who wishes to take part on those auctions. That profit depends on a competitive ICB and evaluation of the risks involved in the calculation of the profit variation. This study will evaluate the risks involved in the variation of the ICB and in the price of electric power in the market, aiming to verify if the high-cost businesses are advantageous compared to other generation solutions.

Este trabalho analisa a viabilidade técnica, econômica e financeira para substituir a eletrotermia resistiva pela queima direta de gases combustíveis, sendo eles o gás natural (GN) e o gás liquefeito de petróleo (GLP). Para atingir este objetivo, faz-se um levantamento da presença da eletrotermia nos processos produtivos de algumas indústrias localizadas na grande São Paulo; propõe uma metodologia para a escolha das indústrias com maior concentração na região geográfica estudada com o uso do CEP, código CNAE, histórico do setor e número de funcionários; desenvolve uma metodologia para avaliar o impacto da substituição da eletrotermia na qualidade da energia elétrica resultante da mudança, com o foco no fator de potência e harmônicas; elabora um procedimento para se fazer o levantamento de campo, com a identificação da matriz de usos finais da energia, as características dos processos que utilizam a eletrotermia, analisando as limitações desta substituição, os diferentes custos operacionais de acordo com as tarifas da concessionária e formas de contratação da energia. Este trabalho identifica as políticas e programas governamentais existentes para a eficiência energética e faz análise crítica das mesmas, como também sugere alterações para facilitar a mudança do energético utilizado (cerne da substituição da eletrotermia), buscando aumentar a sinergia entre estes programas e as políticas, com o intuito de apresentar a substituição da eletrotermia como um grande potencial para a redução do consumo de energia elétrica no Brasil e no uso mais racional dos gases combustíveis. / This work analyzes the technical, economical and financial viability to substitute the resistive electrotherm for the direct combustion of fuel gases, such as natural gas (NG) and liquefied gas of petroleum (LGP). In order to do so, a study of the electrotherm presence in the productive process of some industries located in The Great São Paulo has been done; a methodology to choose industries concentrated mainly in the above mentioned geographic region by Zip Code, ISIC Code, historic of the sector and number of employees was proposed; a methodology was developed to evaluate the impact of the electrotherm substitution on the quality of the remaining electric energy, after the change, focusing on power factor and harmonics; a procedure for the field study was also proposed, identifying the final uses of the energy, the characteristics of the processes which use electrotherm, analyzing the limitations of these substitutions, the different operational costs according to the local concessionaries and how the energy has been contracted. This work identifies the existing policies and governmental programs for energetic efficiency and makes a critical analysis of them, as well as suggesting alternatives to the current energy model (core of electrotherm substitution), seeking to improve the synergy between policies and programs, in an attempt to show the electrotherm substitution as a huge potential to reduce the electric energy consumption in Brazil and a more rational use of fuel gases.

Um método híbrido aplicado é proposto para um problema inverso que trata de uma cavidade tridimensional preenchida com meio transparente. As paredes são assumidas cinza e difusas, e o único mecanismo de transferência de calor presente é a radiação térmica. É um caso idealizado, mas que encontra ampla aplicação em sistemas de engenharia. Prescrevem-se duas condições de contorno na base da cavidade – temperatura e fluxo de calor – e, para satisfazêlas, buscam-se o fluxo de calor e a distribuição espacial dos aquecedores. Na superfície superior, que contêm os aquecedores, nenhuma condição de contorno é imposta. Este tipo de problema, quando solucionado através de técnicas convencionais, envolve um procedimento de tentativa e erro, que, além de demandar um elevado tempo computacional, conduz a resultados pouco precisos. Na análise inversa, opta-se por otimização ou pela aplicação de um método de regularização, pois o problema resultante é mal condicionado por envolver a equação integral de Fredholm de primeira espécie. Neste trabalho, optou-se por acoplar otimização e regularização como uma alternativa baseada no emprego distinto dessas duas formas de abordagem. A tarefa de busca por posições para os aquecedores ficou por conta do método da Otimização Extrema Generalizada, enquanto o método de regularização da Decomposição em Valores Singulares Truncada calcula o fluxo de calor dos aquecedores para cada configuração gerada pelo processo de otimização. A aplicação da técnica híbrida conduziu a resultados mais precisos do que aqueles que normalmente se obtêm apenas com regularização, reduzindo consideravelmente o tempo computacional da solução baseada apenas na otimização. / This work considers the inverse analysis in a three-dimensional rectangular enclosure with diffuse-gray surfaces. The locations and powers of the heaters sources are left unconstrained and two conditions are imposed on the design surface – uniform heat flux and temperature distributions. The solution to this kind of problem by conventional techniques is possible only with trial-and-error procedure and in this case, the forward solution will be run oftentimes without guarantee to find out a good answer. The aim is determine the powers and locations of the heaters to attain both uniform heat flux and temperature on the design surface. A new solution procedure – termed hybrid solution – which couples two methods, the Generalized Extremal Optimization (GEO) and the Truncated Singular Value Decomposition (TSVD) is proposed. The search of locations is treated as an optimization problem, by GEO algorithm, whereas the solution of the system equation, that embodies the Fredholm integral equation of first kind and, therefore, is expected to be ill-conditioned, is build up through a TSVD regularization method. The hybrid method provides better results than TSVD and, when compared with GEO, reduces the computational time substantially.

Este trabalho apresenta a otimização de sistemas de acumulação sensível de energia térmica, submetidos a fontes de energia intermitentes (solar). Este tipo de sistema de acumulação é definido pelo seu material de acumulação e pelo fluido de trabalho, que realiza o transporte da energia. A metodologia empregada consiste em aplicar o modelo da capacitância global para descrever o comportamento dinâmico do material de acumulação, disposto na forma de placas planas paralelas, enquanto que o fluido de trabalho foi modelado via balanço de energia. O material de acumulação foi dividido em diversas seções menores, de modo a satisfazer a condição de validade do modelo da capacitância global, resultando em números de Biot menores ou iguais a 0,1, para cada seção. Os parâmetros identificados para a otimização foram a geometria do material de acumulação (número de placas e volume), propriedades do material de acumulação (massa específica e calor específico) e vazão do fluido de trabalho. Definiu-se a função a ser minimizada como o módulo da diferença entre a taxa de energia de saída do sistema de acumulação e a taxa de energia de saída alvo. Os resultados para duas geometrias e materiais distintos (aço AISI304 e granito), foram comparados com simulações efetuadas com o software comercial COMSOL, e os desvios encontrados ficaram na faixa de 10,16% a 8,88% para o aço e de 1,45% a 0,25% para o granito. A formulação proposta neste trabalho foi implementada no programa Engineering Equation Solver (EES), e otimizada com algoritmos genéticos. Observou-se que a massa específica e o calor específico são parâmetros que podem ser avaliados pelo seu produto (capacidade térmica volumétrica), quando a massa do material de acumulação não foi fixada. Para os casos nos quais a massa foi definida, o calor específico e a massa específica devem ser considerados parâmetros independentes, pois cada um atuou de forma diferente sobre o sistema. Observou-se que aumentando a quantidade de parâmetros de otimização, a diferença entre a taxa de energia na saída e a mesma taxa alvo diminuiu. Na simulação com dois parâmetros de otimização, a diferença relativa máxima entre estas taxas foi de 50%, enquanto que para quatro parâmetros de otimização, este valor caiu para 24%. / This work presents the optimization of sensible heat storage system, subjected to intermittent energy sources (solar). This type of storage system is defined by its storage material and the working fluid, which transports the energy. The methodology consists of using the global capacitance method to describe the dynamic behavior of the storage material, disposed in the form of parallel flat plates, while the working fluid was modeled via an energy balance. The storage material was divided into several smaller sections in order to satisfy the validity condition of the global capacitance model, resulting in Biot numbers smaller or equal than 0.1 for each section. The optimized parameters were the geometry of the storage material (number of plates and volume), the storage material properties (mass and specific heat) and flow rate of the working fluid. The minimized objective function is the difference between the output energy rate of the storage system and the target output energy rate. The results for two different geometries and materials (steel AISI304 and granite), were compared to simulations performed with the commercial software COMSOL, and the deviations were found in the range of 10.16% to 8.88% for steel and 1,45% to 0.25% for granite. The formulation proposed in this paper is implemented in the Engineering Equation Solver (EES), and optimized with genetic algorithm. It was observed that the density and specific heat are parameters that can be evaluated for its product (volumetric heat capacity) when the mass of the storage material was not defined. For the cases where the mass was defined, the specific heat and the density should be considered independent parameters, as each one act differently in the system. It was observed that increasing the number of optimized parameters, the difference between the output energy rate and the same target rate decreased. In the simulation with two optimized parameters, the maximum relative difference between these rates was 50%, while for four optimized parameters, this value dropped to 24%.

O presente trabalho visa o desenvolvimento de uma cartilha para balizar planos de Gestão Energética para a pequena e media agroindústria. O trabalho traz o documento Plano de Gestão Energética para a Pequena e Média Agroindústria, com uma linguagem adequada ao usuário final, geralmente empreendedor com pouco conhecimento específico no tema. O plano apresenta ferramentas e meios para a execução de inventário e diagnostico energético de uma unidade agroindustrial de tamanho pequeno a médio empreendimento e conseqüentemente seu gerenciamento e gestão. As abordagens do trabalho são centradas nos principais e mais comuns insumos energéticos da área térmica: calor, envolvido em processos de refrigeração, aquecimento, evaporação e acondicionamento de ar, ar comprimido e acrescido de maneira superficial sobre energia elétrica, além de considerações sobre procedimentos operacionais e culturais com referencia ao tema. O trabalho tem como base as informações adquiridas pelo proponente na vivencia profissional dentro da área, pesquisa bibliográfica sobre o assunto, principalmente de origens não acadêmica, estudos de casos e a utilização do software Mark IV Plus 2.0 como ferramenta operacional de diagnóstico e análise de oportunidades. Como complemento do trabalho é apresentado um estudo de caso exemplificador em uma unidade agroindustrial, compreendendo as etapas de: diagnóstico e análise, proposições de soluções técnicas e operacionais. / The dissertation presents a way of developing an Energy Management Plan for small and medium agribusiness. The work brings the document "Energy Management Plan for Small and Medium Agribusiness," with an appropriate language to the end user, usually entrepreneurs with little specific knowledge on the subject. The plan presents tools and means to implement inventory and diagnosis of agribusines unit energy of small to medium sized enterprise and therefore its management and administration. Approaches to work are centered in the main and most common thermal energy input area: heat involved in the process of cooling, heating, evaporation and air conditioning, compressed air and increased superficially about electricity, and operating procedures and considerations with reference to the cultural theme. The work is based on information acquired by the applicant in professional experience in the area, literature on the subject, especially non-academic sources, case studies and use of software "Mark IV Plus 2.0" as a tool for diagnosis and analysis of operating opportunities. To complement the work is presented a case study exemplifying in an agribusiness unit, comprising the steps of: diagnosis and analysis and proposals for technical and operational solutions.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7455_1.pdf: 1724462 bytes, checksum: 37576cc1af1d39240ac4500389934e30 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / A principal preocupação com a exploração de poços de petróleo, em se tratando de segurança operacional, é a possibilidade de blowout durante as operações de perfuração. Blowout é a liberação de hidrocarbonetos sob pressão. Caso ocorra a ignição imediata desses hidrocarbonetos, o incêndio esperado é um jet fire. O jet fire são chamas difusivas resultante da combustão de líquidos ou gases liberados sob pressão de forma contínua. Normalmente, a energia térmica liberada pelo jet fire é muito alta e, portanto, bastante destrutiva para as estruturas adjacentes. O presente trabalho tem como objetivo estrutura uma metodologia para analisar as conseqüências de um blowout durante a perfuração de poços offshore. A metodologia desenvolvida foi baseada no modelo de gerenciamento dos riscos de incêndio proposto pela Society of Fire Protection Engineers (SFPE) e foca o impacto da energia térmica em seres humanos em plataformas offshore. A metodologia desenvolvida foi aplicada em exemplos práticos. Os estudos de caso foram estruturados da seguinte maneira, o primeiro com uma alta vazão de gás natural e sem a influência do vento; o segundo com baixa vazão de gás natural sem a influencia do vento e por fim, o terceiro com baixa vazão de gás natural levando em consideração a ação do vento. Os resultados obtidos mostraram a seriedade do problema em questão. Desenvolveu-se um software para estimar a energia térmica irradiada pela chama e os impactos desta energia em seres humanos

Este trabalho tem por objetivo analisar as perspectivas dos gases combustíveis como energia final para a obtenção de energia útil, em aquecimento direto (AD) e calor de processo (CP), identificando e quantificando potenciais como alternativa da eletrotermia. São comparados dois panoramas na avaliação das economias de energia primária pela substituição da eletrotermia: o primeiro considerando que a energia substituída oriunda de energéticos do parque gerador; e o segundo levando em conta que a redução se refletiu nas termelétricas. Para atingir este objetivo, o trabalho se inicia com uma revisão bibliográfica, onde são tratados os aspectos necessários para um melhor entendimento do texto, com os conceitos de eletrotermia, calor e termodinâmica, seguindo-se um capítulo destinado aos gases combustíveis, suas características e disponibilidade futura para a conversão. As informações básicas para a análise dos potenciais nos setores foram tomadas a partir do último Balanço de Energia Útil, além de trabalhos desenvolvidos no mercado industrial pelo autor. O trabalho discorre também sobre configurações tecnológicas usadas nas conversões, incluindo os custos envolvidos. Na conclusão, os cálculos mostraram que significativas economias de energia primária podem ser obtidas com a conversão da eletrotermia para gases combustíveis no setor industrial brasileiro, considerando a eletricidade produzida a partir de plantas termelétricas. / This paper aims to analyze the prospects of fuel gases as final energy in order to get useful energy in direct heating and process heat, identifying and qualifying potentials as the alternative of electrothermy. Two panoramas are compared in the evaluation of primary energy displacement: the first one considering the replaced energy coming from energy generating facilities and the second taking into account that the reduction was reflected in thermoelectric power plants. To achieve this goal, the work begins with a literature review which covers the aspects needed for a better understanding of the text, with the concepts of electrothermy, heat and thermodynamics, followed by a chapter intended for fuel gases, their characteristics and future readiness for conversion. The basic information for the analysis of potential sectors were taken for the last Useful Energy Balance, and work undertaken by the author in the industrial market. The paper also discourses about technological configurations used in conversions, including also the costs involved. In conclusion, the calculations showed that significant primary energy savings can be obtained through the conversion of electrothermy by fuel gases in the Brazilian industrial sector, taking into account the electricity produced from thermoelectric power plants.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-20T14:17:58Z No. of bitstreams: 1 Ronaldo Bueno de Souza.pdf: 1999281 bytes, checksum: 5dd2b3645a9e4750a12f291e30ba6d41 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T14:17:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ronaldo Bueno de Souza.pdf: 1999281 bytes, checksum: 5dd2b3645a9e4750a12f291e30ba6d41 (MD5) Previous issue date: 2015-04-07 / CYTED - Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo / Este trabalho apresenta o estudo de um sistema de refrigeração por absorção assistido por energia solar térmica com intuito de ser empregado no arrefecimento de uma pousada de ecoturismo localizada em um local remoto, desprovida de conexão à rede elétrica. Para o estudo do sistema proposto foi utilizado o software de simulações TRNSYS, onde em uma etapa inicial do trabalho foi realizada a comparação dos resultados do software com os resultados dos modelos matemáticos dos componentes do sistema de refrigeração. Foi desenvolvido um modelo computacional, para realização de simulações horárias que permitiu a simulação de três configurações de sistemas de refrigeração por absorção, podendo assim determinar a influência dos componentes e parâmetros utilizados no sistema no uso da energia auxiliar e no atendimento da carga térmica. O primeiro modelo é constituído por um sistema onde a água aquecida pelo coletor solar térmico e é armazenada em um reservatório térmico, sendo a mesma utilizada para a alimentação do chiller de absorção. A água gelada produzida pelo chiller é armazenada em outro reservatório térmico onde fica disponível para o consumo. Neste modelo observa-se que com o uso de 120 m² de coletores de tubo evacuado chega-se a índices de atendimento dos consumos superiores a 87 %. O segundo modelo é similar ao primeiro, com a inclusão de um aquecedor auxiliar para a água de alimentação do chiller de absorção. Neste modelo observou-se que com o uso de 120 m² de coletores de placas planas chega-se a um consumo de energia auxiliar inferior a 195 GJ, e com o uso de 120 m² de coletores de tubo evacuado chega-se a um consumo de energia auxiliar inferior a 150 GJ. O terceiro modelo é similar ao segundo, onde foi acrescentado um sistema para utilização da água de arrefecimento do chiller de absorção, para uso no consumo de água quente para banho, nos chuveiros. Neste modelo observa-se que o aproveitamento da água de arrefecimento não afeta o consumo de energia auxiliar, se comparado com o consumo do segundo modelo. / This paper presents the study of a cooling system for absorption assisted by solar energy with a view to be used in the cooling of an ecotourism lodge located in a remote location, devoid of connection to the grid. To study the proposed system was used TRNSYS simulation software, where in an initial work step of comparing software results with the results of mathematical models of the components of the refrigeration system is performed. A computer model was developed to perform simulations slot which simulated three configurations absorption refrigeration systems and can therefore determine the influence of the components and system parameters used in the auxiliary power usage and meet the thermal load. The first model is made up of a system where the water heated by the solar thermal collector and is stored in a thermal storage tank, being the same used for feeding the absorption chiller. The chilled water produced by the chiller is stored in another thermal reservoir where it is available for consumption. In this model it is observed that with the use of 120 m² evacuated tube collectors comes to fuel consumption attendance rates of over 87 %. The second model is similar to the first, with the inclusion of an auxiliary heater to supply water from the absorption chiller. In this model we found that with the use of 120 m² of flat plate collectors comes to an auxiliary power consumption of less than 195 GJ, and with the use of 120 m² evacuated tube collectors we arrive at a consumption of auxiliary power less than 150 GJ. The third model is similar to the second, which was added to a system using the cooling water from absorption chiller for use in the consumption of hot water for baths, showers on. In this model, it is observed that the use of the cooling water does not affect the auxiliary power consumption compared with the consumption of the second model.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011