Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T00:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236824.pdf: 1423606 bytes, checksum: 433c13a0cf3a35a053f5c0ee02154449 (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo a realização de uma análise geral, visando determinar a eficiência térmica de um forno a rolos, a fim de gerar subsídios para propostas de economia de energia, sem acarretar prejuízos à qualidade dos produtos ou à eficiência do processo de produção. Os fornos a rolos são usados pela maior parte das indústrias cerâmicas de revestimento e constituem os maiores consumidores de gás natural do setor. Um forno a rolos típico é abordado através de simulações numéricas e experimentalmente. Medidas dos fluxos e da composição dos gases e da massa processada, das temperaturas, das pressões são realizadas no conjunto do forno. Simulações dos fluxos de massa e de energia são feitas para estudar o impacto de parâmetros operacionais na eficiência energética do conjunto. Os resultados mostram que melhorias significativas são conseguidas controlando os fluxos de massa dentro do forno, principalmente não permitindo que o ar da região fria, de resfriamento, penetre na seção de queima. Estes equipamentos possuem uma curva de temperatura pré-estabelecida ao longo de seu comprimento, enquanto mantém uma temperatura o mais constante possível na secção transversal. Estas características são conseguidas normalmente aumentando-se o fluxo de gases dentro do forno, o que aumenta a sua inércia térmica. Por outro lado fluxos de gases mais elevados diminuem a eficiência térmica do forno. Programas numéricos são usados para a simulação do comportamento do forno, permitindo antever a influência dos diversos parâmetros. Resultados gerais e específicos, como a participação da troca de calor por radiação, são apresentados e discutidos. The present work has as objective the accomplishment of a general analysis, aiming at to determine the thermal efficiency of a rollers kiln, in order to generate subsidies for proposals of energy economy, without causing damages to the product quality or the efficiency of the production process. The rollers Kiln are used mostly by the floor tile ceramic industries and constitute the sector's greater consumers of natural gas. A typical rollers kiln is boarded through numerical simulations and also experimentally. Measures of the flows, composition of the gases, processed mass, temperatures and pressures are carried through in the set of the oven. Simulations of the energy and mass flows are made to study the impact of operational parameters in the energy efficiency of the set. The results show that significant improvements can be obtained controlling the flows of mass inside of the oven, not allowing that the air of the cold region to penetrate in the burning section. This equipment have pre- established temperature curve throughout its entire length, while keeping the temperature in the transversal section as constant as possible. These characteristics are obtained increasing the flow of gases inside of the rollers kiln and therefore its thermal inertia. On the other hand increased gas flows diminish the thermal efficiency of the rollers kiln. Numerical programs are used to simulate the rollers kiln's behavior and help foreseeing each parameter's influence. General and specific results, as the participation of the radiation heat exchange, are presented and argued.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T11:04:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249275.pdf: 2655556 bytes, checksum: 25fe91f9a93b21cb63e4f79051d4192e (MD5) / O gás natural é um dos combustíveis presentes na matriz energética brasileira que possui o potencial de redução na agressão ao meio ambiente, tanto na redução da emissão de poluentes gasosos (CO, NOx, SO3, etc.) como na redução da emissão de CO2 por quantidade de energia gerada. No entanto, o seu uso no setor automotivo, assim como o uso de outros combustíveis alternativos, depende do correto projeto ou adaptação/regulagem dos motores ao uso deste combustível. Na busca por ferramentas de engenharia que auxiliem no projeto e no desenvolvimento de motores a combustão interna que utilizem combustíveis alternativos, este trabalho objetiva o desenvolvimento de um modelo computacional bidimensional para a simulação de um motor a combustão interna naturalmente aspirado, com admissão de combustível e ar pré-misturados e com ignição por centelha. O gás metano é utilizado como um modelo de gás natural. A atenção do trabalho é direcionada aos fenômenos físicos e químicos associados à dinâmica do escoamento, à combustão e à transferência de calor no interior da câmara de combustão. Assim, o modelo para a simulação do problema em questão é obtido a partir da formulação das equações que regem os diversos fenômenos físicos e químicos. Resultados são apresentados para diversas propriedades do escoamento e da combustão, tais como a pressão e a temperatura no interior da câmara de combustão, os fluxos de massa através dos sistemas de admissão e de exaustão, as taxas de combustão e de transferência de calor nas paredes do motor, bem como os campos de velocidade e de temperatura. Analisa-se ainda o efeito de parâmetros de operação do motor através das estimativas de torque, eficiência volumétrica e de conversão do combustível, dentre outros. Os resultados são consistentes com os valores típicos observados em motores a combustão interna. The increasing interest for less polluting energy sources and the recent availability to the final user in the Brazilian market has motivated the use of natural gas as an alternative fuel for internal combustion engine vehicles. In the search for engineering tools to improve internal combustion engines design and optimization, the present work is focussed on the development of a two-dimensional numerical model to simulate a spark-ignition engine fuelled by a mixture of air and methane as a natural gas simplification. Here, attention is directed to physical and chemical phenomena associated to the fluid flow, combustion and heat transfer processes that take place inside the cylinder. To this extent, the problem is formulated through several conservation and constitutive equations, from which the numerical model is then developed to predict the engine performance. Results are provided for some physical proprierties, such as in-cylinder pressure and temperatures, mass flow rates at intake and exhaust systems, combustion rate and heat transfer rate to cylinder walls, besides velocity, turbulence intensity and temperature fields. The effects of the engine operation parameters on the engine performance are assessed through predictions of indicated power, torque and specific fuel consumption as well as volumetric and thermal efficiencies. The results were consistent with available data for production engines and show the model's potential as a research and design tool.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Jurídicas. Programa de Pós-graduação em Direito / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255206.pdf: 713243 bytes, checksum: b5465d13320b94556964bab5602e842b (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:49:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258961.pdf: 2510986 bytes, checksum: 4b98a52e36c60dabbbb20ca8511d7dd9 (MD5) / Neste trabalho, analisa-se a utilização de um meio poroso simultaneamente como câmara de combustão e trocador de calor para uma fase líquida. Este conceito permite o desenvolvimento de um aquecedor de água de passagem de alta eficiência térmica. Além de mais compacto, este aquecedor resulta em grande faixa de regulagem de potência a fim de permitir economia de energia e segurança na sua utilização. Este trabalho se divide em duas etapas. Inicialmente, apresenta-se um experimento e analisa-se os resultados obtidos para a combustão em um meio poroso com perda de calor lateral (queimadores não adiabáticos). O material poroso utilizado no experimento foram cerâmicas de zircôniaalumina. O combustível testado foi o gás natural. Então, desenvolve-se um modelo numérico de um aquecedor de água de passagem com queimador poroso, onde foram avaliados parâmetros dimensionais e de operação, com o objetivo de otimizar o protótipo testado. Neste modelo a combustão em meios porosos inertes foi investigada através de uma simulação numérica, bidimensional (axissimétrica) em volumes finitos, utilizando um modelo global para a taxa de reação no interior do meio poroso. Os resultados são comparados com as medições e uma boa reprodução dos dados experimentais é obtida. Os resultados experimentais apontam para uma eficiência de até 75% para baixas potências de operação em razões de equivalência de 0,57 a 0,71. A máxima potência obtida para uma chama estável foi de 11 kW e a máxima energia térmica transferida para a água quente foi de 4,2 kW. O modelo numérico demonstrou que é possível obter um aquecedor mais eficiente reduzindo-se o diâmetro da câmara de combustão e aumentando o seu comprimento. Desta forma pode-se ampliar a área de troca de calor com a água e reduzir a potência específica (potência por área) utilizada para aquecer a água.

Esta investigación se centra en el análisis del mercado de servicios electromecánicos para centrales térmicas a gas ubicadas en la región de Lima. Este mercado se caracteriza por ser un monopolio donde el fabricante posee la mayoría de servicios electromecánicos especializados para los generadores y turbinas de las centrales térmicas. La mayoría de centrales consideran cómo principal justificación de elección de sus proveedores la experiencia. No obstante, estas se encuentran insatisfechas en diversos atributos de estos servicios, siendo el precio quien obtuvo el puntaje más crítico en las encuestas. Este precio es alto debido a distintos costos que el fabricante incluye por su marca, conocimiento y viáticos de personal incluidos en los contratos. En este sentido, el documento brinda un análisis entre semejanzas y diferencias de las centrales térmicas en relación a los servicios que han obtenido de sus proveedores, donde se incluyen los servicios programados y no programados que se realizan en sus centrales térmicas. Asimismo, se evalúa la satisfacción entorno a siguientes atributos de estos servicios: Velocidad de respuesta, calidad del servicio, asesoría post venta, fiabilidad del proveedor, relación calidad-precio, seguridad y atención personalizada. Finalmente, se desarrolla una comparación entre dos escenarios. En el primer escenario, se analiza el servicio de los fabricantes y en el segundo se considera el servicio de los proveedores independientes. En adición, se incluye un costeo genérico de los tres mantenimientos programados que necesitan las centrales térmicas diferenciando los costos de los fabricantes y las empresas independientes dónde se halla un ahorro de 54% para la inspección de combustión, 52% para el mantenimiento de gases calientes y 59% para la inspección mayor si se escoge cómo proveedor a empresas independientes. / Tesis

El presente trabajo de memoria tiene como objetivo general desarrollar un diseño conceptual y estudio de factibilidad para la construcción de una terminal regasificadora para el país, considerando la realidad y necesidades actuales de la nación. Como etapa inicial se realizará una cuantificación del mercado de gas natural en Chile, identificando los requerimientos y consumidores objetivos para definir las capacidades solicitadas. Una vez hecho esto, se procederá a definir la ubicación geográfica considerando que esto tiene un alto impacto en el diseño del proceso y costos de la planta. Luego, se hará un análisis de los procesos óptimos considerando las variables definidas en las etapas previas. Ya definidos los procesos se avanzará en el balance energético y másico con el objetivo de diseñar los equipos que cumplan con los requerimientos definidos. Finalmente, ya definidos los procesos y equipos se realizará un estudio de factibilidad técnica-económica de la planta y un análisis haciendo uso de herramientas de simulación (ASPEN ).

Durante la última década hemos visto como el negocio de Generación de Energías limpias a partir del gas natural ha ido ocupando un lugar destacado en el país, en un proceso que ha tenido su evolución propia, muchas veces aprendiendo de experiencias en países extranjeros y no ausente de grandes problemas asociados a la inestabilidad del suministro, hasta el punto de llevar a esta industria a repensar sus estrategias en su definición más básica. El presente proyecto de rediseño propone cambiar el proceso de atención a los clientes de gas mediante la automatización de la programación del transporte, logrando con ello, menores tiempos de respuesta a clientes y productores, así como la creación de oportunidades de nuevos negocios, que antes permanecían ocultas, en la gestión operativa de las gerencias encargadas. Para lo anterior, se considera reformular el proceso de Programación del Transporte de gas, mediante la integración de Clientes, Productores y Transportistas, en una plataforma única que permita, por una parte, automatizar el proceso de programación manual y, por otra, crear las bases para en un futuro propiciar la creación de nuevos negocios, además del transporte de gas, tal como el almacenamiento, préstamo y negociación entre clientes de su desbalances de gas. Con esto se pretende entregar un valor agregado único a clientes y productores, a la vez que se crean las bases que posibiliten la formulación de una bolsa de gas, transformado este producto en un bien transable. La plataforma indicada permitirá entregar mejores herramientas de decisión y control del servicio al transportista, a la vez que permite a clientes y productores mejores tiempos de atención e información para la toma de decisiones. El estudio considera el modelamiento y rediseño completo del proceso de programación de Transporte, mediante la utilización de patrones de Macroprocesos (en particular Macro 1 de Oscar Barros), llegando a implantar el piloto de parte de la solución, que demuestra su factibilidad, compatibilidad y conveniencia. Por otra parte, se plantean los problemas a resolver mediante un plan de actividades para la gestión del cambio, que permita lograr el éxito organizacional del proyecto. La cuantificación económica del proyecto, si bien considera los beneficios propios de la automatización de procesos en términos de ahorros de tiempo, incluye, además, una estimación de beneficios asociados a eventuales nuevos negocios, los cuales pueden beneficiar tanto al transportista como a clientes y productores. Cabe mencionar que el monto económico en beneficios que justifica el proyecto, en una evaluación a 5 años, se estima en 152KUS$/año. El proyecto se justifica, además, por un bajo costo de desarrollo estimado en UF 568, lo cual es significativamente inferior al valor de implementación. Como valor agregado, el estudio considera como generalización la proyección de un modelo de bolsa de gas, en base a la creación de un Hub de gasoductos, que le permitiría a GasAtacama, llegar a ser el líder en este negocio, con un posicionamiento estratégico muy difícil de imitar o mejorar en la región.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Se describe el análisis fluido-dinámico como una metodología para resolver diversos problemas relacionados a la mecánica de fluidos y obtener propiedades como perfiles de presión, velocidad, líneas de corriente y otros. Uno de los códigos más empleados utilizando volúmenes finitos es el Ansys-CFX. Se describe la caracterización de materiales como la determinación de las características de un material a partir del estudio de sus propiedades físicas, químicas y/o estructurales. Existen para ello distintas técnicas de caracterización, de acuerdo a la necesidad del material. Una vez conocidas las características del material puede establecerse la naturaleza del mismo, así como sus posibles aplicaciones. Uno de los métodos de caracterización más comunes en la Industria Oil & Gas es la caracterización por ensayos mecánicos y químicos, los cuales evalúan posteriormente la compatibilidad del material ensayado con las normas ASTM. La investigación realizada se divide en dos partes: el análisis fluido-dinámico en la válvula de tipo tapón mediante el método Ansys-CFX y la definición de una metodología de caracterización para la válvula de tipo tapón. Las válvulas tapón son usadas ampliamente en el transporte de hidrocarburos, principalmente en estaciones de superficie. Para el análisis fluido-dinámico se consideró información real de presión y caudal a través de la válvula tapón en dos escenarios, uno a máximo caudal y otro a mínimo caudal de transporte. Posteriormente se obtuvieron y evaluaron valores de presión y velocidad a través de la válvula. Para la segunda parte, los componentes de las válvulas se caracterizaron bajo ensayos de tracción, dureza, análisis químico y análisis metalográfico. De igual manera se realizaron ensayos de presión de cuerpo y cierre de alta y baja presión. Posteriormente se muestran los resultados obtenidos, los cuales son validados con las especificaciones técnicas de ASTM A 216 y la norma API 598. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Determina el escenario apuesta al 2030 del gas natural como fuente energética mediante el método de la prospectiva estratégica en Lima Metropolitana. Determina las variables claves para la construcción del escenario futuro y las probabilidades de realización del escenario; así como los actores como agentes de decisiones convergentes y divergentes en relación a objetivos estratégicos del escenario al 2030 del gas natural como fuente energética en Lima Metropolitana. / Tesis

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Presenta los lineamientos básicos y necesarios para la selección de equipos que conforman un sistema de regulación de baja presión, basados en los resultados de cálculos establecidos en normativas internacionales. Durante el desarrollo de la monografía y basándose en los cálculos realizados, se concluye que la presión que soporta el sistema de regulación es de un máximo de 19 bar con un caudal de 8022 m3/h, con una velocidad máxima de 12.80 m/s en la entrada y 14.58 m/s a la salida del sistema. Se selecciona una tubería de acero de 6” a la entrada con un espesor nominal de 0.625” y de 8” a la salida con un espesor de 0.625”, cumpliendo así con las condiciones de velocidad establecidas. Se obtiene una caída de presión de aproximadamente de 15 bar cumpliendo la función del sistema de regulación, lo cual muestra y confirma, la buena selección de los equipos y el uso correcto de las normas aplicables. / Trabajo de suficiencia profesional