Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7637_1.pdf: 8527128 bytes, checksum: dfc7e6f1d3aae199c81a9b59ec8ab348 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Por falta de investimento em geração de energia no setor elétrico nacional, associado ao crescimento da demanda devido ao crescimento da economia brasileira, há uma previsão de um novo racionamento de energia elétrica a partir de 2007. Esta falta de investimento governamental e privado de grande porte torna imperativo que as empresas que não queiram sofrer cortes de produção devido à redução do fornecimento de energia elétrica invistam na geração de energia local. Uma das opções mais importantes para a geração descentralizada de energia é a utilização de grupos geradores utilizando motores de combustão interna. Por isso, é muito importante o conhecimento das condições operacionais de grupos geradores sob diferentes regimes e tipos de carga. Deste modo, este trabalho analisou o funcionamento de um grupo gerador de 30 kWe, visando atender o suprimento de energia elétrica para residências, condomínios e pequenos centros comerciais. O grupo gerador é constituído de um motor, que opera no ciclo Otto e utiliza gás natural como combustível; e um alternador de 37 kVA, sendo acondicionado numa cabine silenciadora. Foi estudada a performance deste grupo gerador operando com cargas elétricas em potências variadas e diferentes tipos de cargas (resistiva, indutiva e desbalanceada). Sob diferentes regimes operacionais foram efetuadas as seguintes atividades: caracterização térmica operacional; verificação da qualidade da energia gerada; verificação dos poluentes gerados e obtenção dos rendimentos térmico e elétrico do grupo gerador. Também foi realizada uma análise econômica baseada nas diferentes condições operacionais deste grupo, ou seja, nas diferentes situações de geração elétrica e finalidades da geração. A análise econômica indicou que o projeto de geração de energia elétrica utilizando grupo gerador pode ser inviabilizado caso opere em condições adversas, ou seja, em cargas parciais e baixo rendimento térmico. Portanto, o grupo gerador deve ser dimensionado para funcionar nas condições ótimas de operação, ou seja, com alto rendimento. Os resultados das análises mostraram as variáveis da operação do grupo em diferentes cargas elétricas, indicando que os gases de exaustão do motor variam em composição de acordo com a carga elétrica gerada. Também foi evidenciado que a carga elétrica gerada tem pouca influência no calor de resfriamento, permanecendo praticamente constante. Porém, a mesma tem grande influência no rendimento do grupo gerador, atingindo 29% de rendimento em carga máxima

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoFelipePSilva.pdf: 1750362 bytes, checksum: d5954e3ba25ab6d54527f7566b0d47ac (MD5) Previous issue date: 2015-03-11 / The swine farming is an important Brazilian agricultural business. The activity held in confinement generates a large volume of wastewater that may be treated by anaerobic digestion. To use the biogas generated in the process, it is necessary better knowledge through the variables involved. The objective of this study was the evaluation of biogas production parameters, power generation, generator set performance in biogas conversion into electricity and the avoided cost of electricity from of the farm. Biogas parameters were monitored as methane content, digester production, and the engine consumption in generation of electricity. Monitoring was realized with the use of instruments and storage of information in a database. The results indicated an average daily production of 443 m3.dia-1, with an average of 0.10 m3 of biogas per pig and 68% of methane content. The average electricity generation was 324,5 kWh.dia-1, and efficiency of the generator set was 17% with a power of 70 kW and an average of 6,5 hours of daily operation. The avoided cost by self-consumption of electricity generated was R$ 13,718.20, and during the monitoring 70.5 MWh of electricity was generated, of which 26.6 MWh were exported to the distribution network. / A suinocultura é uma importante atividade no negócio agropecuário brasileiro. A atividade realizada em confinamento gera um grande volume de efluentes que pode ser tratado por meio da digestão anaeróbia. Para aproveitamento do biogás gerado neste processo, é necessário um melhor conhecimento através das variáveis envolvidas. O objetivo deste estudo foi a avaliação dos parâmetros de produção de biogás, geração de energia elétrica, desempenho do grupo gerador na conversão de biogás em energia elétrica e o custo evitado de energia elétrica da propriedade rural. Foram monitorados parâmetros de concentração, produção e consumo biogás; e geração de energia elétrica O monitoramento foi realizado com a utilização de instrumentos e posterior armazenamento das informações em banco de dados. Os resultados encontrados indicaram uma produção diária média de 443 m3, com uma média de 0,10 m3 de biogás por suíno e uma concentração média de 68% de metano. A geração de energia elétrica média foi de 324,5 kWh.dia-1, e a eficiência do grupo gerador foi de 17% com uma potência média ativa de 70 kW e operação diária de 6,5 horas. O custo evitado pelo autoconsumo da energia elétrica na propriedade gerada foi de R$ 13.718,20, e durante o período monitorado houve uma geração total de energia elétrica de 70,5 MWh, dos quais 26,6 MWh foram exportados para a rede de distribuição da concessionária local.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-28T15:11:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese - Kamylla Alexandre - Engenharia Química.pdf: 4003208 bytes, checksum: 7181a381a784e64a2607a30d6852175a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T15:11:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese - Kamylla Alexandre - Engenharia Química.pdf: 4003208 bytes, checksum: 7181a381a784e64a2607a30d6852175a (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / A redução da disponibilidade de combustíveis e o aumento das restrições ambientais à emissão de poluentes, inerente à geração de energia, têm justificado o investimento em projetos industriais que minimizem seu consumo energético. A Petrobras é um dos maiores consumidores de energia do país e, dados os custos decorrentes das tarifas de energia, a geração própria sempre foi uma preocupação da Companhia. Nesse contexto os fluidos refrigerantes secundários, que possuem propriedades de transmitir calor a longas distâncias, são de especial interesse para unidades nessa área de desenvolvimento tecnológico. Os sistemas de refrigeração são empregados em diversos setores industriais, como nas petroquímicas, e em termelétricas utilizadas como unidades de cogeração em refinarias. Esses sistemas são constituídos, comumente, por compressores, trocadores de calor, torres de resfriamento, tubulações, bombas, ventiladores e instrumentação para controle. Uma “Unidade de Refrigeração” utiliza refrigerantes primários para armazenamento e transporte de calor ou frio a curtas distâncias em sistemas à compressão de vapor ou por absorção. Para o transporte de energia calorífica a longas distâncias são geralmente utilizados os refrigerantes secundários compostos de água e glicóis (anti-congelantes) ou salmouras e aditivos. Contudo, essas substâncias anticongelantes reduzem a capacidade calorífica e a condutividade térmica da água. Por outro lado, nanopartículas metálicas têm a propriedade de aumentar a condutividade térmica do meio onde são adicionadas. O presente trabalho investigou, através de experimentos em um arranjo experimental de bancada de testes de um grupo gerador diesel, a influência da adição de nanopartículas em uma solução de etilenoglicol utilizada como refrigerante secundário. Para isso utilizou-se injeções de água gelada, produzida por um chiller de compressão de vapor (R22), na linha de alta temperatura (HT) do motor do grupo gerador. Para armazenamento e registros dos dados foi utilizado um equipamento do tipo datalogger. Foram testadas diferentes set-points de temperatura de entrada da água da linha de HT no motor (64oC, 67 oC, 70 oC, 73 oC e 76 oC). Essas temperaturas foram testadas com água pura e com solução aquosa de etilenoglicol a 30%, sem e com a adição de nanopartículas (2%, 4% e 6%). Em todas as condições foram realizadas medidas do consumo específico de combustível e avaliadas as velocidades de resposta no sistema. Um percentual de 2,0% de nanopartículas, em volume, apresentou-se como ideal para o desempenho do nanofluido. Em função da ausência, no mercado brasileiro, de unidades de refrigeração por absorção com potência menor que 64 TR, foi elaborado um modelo dinâmico e simulado um chiller de absorção (H2O-LiBr), visando uma construção futura e utilização desse tipo de equipamento em escala piloto. / The reduced availability of fuel and increasing environmental restrictions on emissions, inherent in the power generation, have justified the investment in industrial projects that minimize their energy consumption. Petrobras is one of the country's largest energy consumers and, given the costs of the tariffs, the very generation has always been a concern of the Company. In this context the secondary refrigerants, which have properties of transmitting the heat over long distances, are of particular interest for technological development units in this area. Cooling systems are employed in various industrial sectors such as the petrochemical, and power plants used as cogeneration units in refineries. These systems are made, usually for compressors, heat exchangers, cooling towers, pipes, pumps, fans and instrumentation control. A "cooling unit" uses primary refrigerant for storage and transport of heat or cold at close range systems in the vapor compression or absorption. For the heat energy transport over long distances are usually used secondary refrigerants composed of water and alcohols (anti-freeze) or pickles and additives. However, such antifreeze substances reduce the heat capacity and thermal conductivity of water. Moreover, metal nanoparticles have the property of increasing the thermal conductivity of the medium in which they are added. This study investigated through experiments in an experimental test bench arrangement of a diesel generator set, the influence of the addition of nanoparticles in a solution of ethylene glycol used as secondary coolant. For this used ice water injections, produced by a vapor compression chiller (R22), in the high temperature line (HT) of the engine generator set. For storage and records of the data was used an equipment type datalogger. They tested different set-points for the HT line of the engine inlet water temperature (64 °C, 67 °C, 70 °C, 73 °C and 76 °C). These temperatures were tested with pure water and ethylene glycol 30% aqueous solution, with and without the addition of nanoparticles (2%, 4% and 6%). In all conditions were performed measurements of specific fuel consumption and evaluated the response speeds in the system. A percentage of 2.0% nanoparticles by volume was presented as ideal for the performance of nanofluid. Due to the absence, in the Brazilian market of refrigeration units by absorbing less power than 64 TR, it designed a dynamic model and a simulated absorption chiller (H2O-LiBr), aimed at future construction and use of such equipment in pilot scale.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-24T14:36:49Z No. of bitstreams: 1 LUIZ ROBERTO ROCHA DE LUCENA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 2629611 bytes, checksum: 9d4b92496c709e6181c7746ee3d76d6d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T14:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUIZ ROBERTO ROCHA DE LUCENA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 2629611 bytes, checksum: 9d4b92496c709e6181c7746ee3d76d6d (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho foi desenvolvido experimentalmente com o intuito de analisar o comportamento das emissões, da potência e do consumo do motor diesel, operando em “modo dual” com diesel/biodiesel e gás a uma taxa de substituição do diesel por gás natural da ordem de aproximadamente 85 %. Foram ensaiadas misturas de B20 a B80 com intervalos de 20%, além dos dois limites, inferior e superior (B5 e B100), do diesel comercial e do biodiesel puro respectivamente, onde foram realizados para cada condição de mistura, ensaios com rotação constante de 1800 RPM controlada eletronicamente e potências elétrica de 40, 60, 80, 100 e 120 kW, respectivamente. Todo o sistema foi monitorado por sensores de temperatura, pressão, vazão, velocidade e as emissões de NOx , NO, CO2, CO, O2, Excesso de Ar etc. foram registradas em um analisador de gases de combustão. Os dados dos ensaios foram adquiridos por meio de um sistema de aquisição de dados instalado em um PC e armazenados em mídia própria, para posterior tratamento e análise através de Tabelas e gráficos e comparação com o ensaio B5, denominado neste trabalho de padrão diesel, bem como confrontado com outros trabalhos. Ao término deste estudo podemos concluir a viabilidade do uso do gás natural em motores diesel operando no modo dual com vantagens econômicas e ambientais. / This work was developed experimentally in order to examine the performance of emissions, power and consumption of the diesel engine, operating in "dual mode" with diesel and natural gas at a fixed rate of replacement of diesel by natural gas of approximately 85%. Mixtures from B20 to B80 were tested with intervals of 20%, plus the two limits, upper and lower (B5 and B100) of commercial diesel and biodiesel respectively, which were performed for each mixture condition with constant test speed of 1,800 RPM, electronically controlled, and electric powers at 40, 60, 80, 100, and 120 kW respectively. The entire system was monitored by temperature and pressure sensors and test data were acquired by means of a data system installed on a PC and stored in adequate media, for further processing and analysis in tables and graphs and comparison with B5 test, which is called standard diesel and confronted with other studies. At the end of this research we can perceive the viability of the use of natural gas in diesel engines in dual mode with a range of economic and environmental advantages.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-08-07T16:25:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelagemSimulacaoGrupo.pdf: 8415473 bytes, checksum: 51d0bbdf612a283f4ad16654565e5eee (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-09T13:31:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelagemSimulacaoGrupo.pdf: 8415473 bytes, checksum: 51d0bbdf612a283f4ad16654565e5eee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T13:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelagemSimulacaoGrupo.pdf: 8415473 bytes, checksum: 51d0bbdf612a283f4ad16654565e5eee (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Grupo gerador é um equipamento composto por um motor de combustão interna e um alternador, responsável pela geração de energia elétrica no mundo inteiro e também em muitas comunidades isoladas na região amazônica. O uso de combustíveis de origem fóssil em grupos geradores é bastante comum, havendo uma grande dependência mundial, desse tipo de combustível. Diante de um cenário mundial com possibilidades de escassez de petróleo e água, e apesar da matriz energética diversificada, o Brasil tem forte dependência dessas duas fontes de energia para geração de eletricidade. As pesquisas envolvendo a utilização de óleo vegetal “in natura” para substituir, parcial ou totalmente, os combustíveis fósseis, ou ser misturado a outros tipos de combustível vêm crescendo. Neste trabalho, foi realizada uma modelagem e simulação computacional de um grupo gerador consumindo óleo vegetal “in natura”, enriquecido com hidrogênio e oxigênio com o objetivo de melhorar sua eficiência energética, a partir de melhorias propostas na combustão. A modelagem e simulações foram realizadas com o software AVL BOOST®. O modelo computacional foi ajustado e validado junto a experimento realizado em um motor quatro tempos Diesel, injeção indireta, naturalmente aspirado, de 20 kW. O trabalho foi desenvolvido em duas fases. Na primeira, foi feita a substituição energética de óleo vegetal por hidrogênio, em parcelas de 0% a 20%, com intervalos de 5%. Na segunda, oxigênio, em base mássica, foi adicionado ao ar de admissão, em proporções pré-definidas, e o modelo foi simulado até que fosse atingido o limite operacional do motor. Foi considerado nas simulações, o grupo gerador operando com cargas de 75%, 80% e 100%. Nas duas etapas da investigação, os resultados indicaram um aumento na potência elétrica, diminuição do consumo específico de combustível e melhoria no rendimento global do grupo gerador. A utilização de H2 indicou aumento das emissões à plena carga. Na simulação realizada com O2, a formação de CO apresentou queda e Nox aumentou para cargas parciais. As simulações indicaram que a utilização desses dois vetores energéticos mostrou-se bastante promissora, melhorando a combustão do óleo vegetal “in natura“ e a eficiência energética do grupo gerador. / Generator set is a device formed by an internal combustion engine and an alternator responsible for electricity generation all over the world and in many isolated communities in the Amazon region. The use of fossil fuels in generators is very common with a great global dependency on this type of fuel. Facing a world stage with possibility of shortages of oil and water and despite the diversified energy matrix, Brazil has strong dependence of these two energy sources for electricity generation. Researches involving the use of vegetable oil "in natura" to replace, partially or completely, fossil fuels, or be mixed with other types of fuel are growing. In this paper, a modeling and computer simulation of a genset consuming vegetable oil "in natura" enriched with hydrogen and oxygen was carried out in order to improve their energy efficiency as from proposed improvements in the combustion. The modeling and simulations were performed with AVL Boost® software. The computational model was adjusted and validated with the experiment carried out in a Diesel engine of 20 kW, four strokes, indirect injection, naturally aspirated. The study was developed in two phases. At first, the energy substitution of vegetable oil by hydrogen was made in portions of 0% to 20%, in 5% intervals. In the second, oxygen in weight basis was added to the intake air in predefined proportions and the model was simulated until the engine operating limit was reached. It was considered the genset operating with loads of 75%, 80% and 100%, in the simulations. In the two stages of the investigation, the results indicated an increase in electrical power, reduced specific fuel consumption and improved overall efficiency of the generator set. The use of H2 showed increased emissions at full load. In the simulation performed with O2, CO formation decreased and NOx formation increased to partial loads. The simulations indicated that the use of these two energy carriers proved to be very promising, improving the combustion of vegetable oil "in natura" and the energy efficiency of the generator set.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-26T12:14:24Z No. of bitstreams: 1 gabrielazevedofogli.pdf: 13619054 bytes, checksum: d260cb2571f242e43eab89132a03d62c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-26T12:26:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gabrielazevedofogli.pdf: 13619054 bytes, checksum: d260cb2571f242e43eab89132a03d62c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T12:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gabrielazevedofogli.pdf: 13619054 bytes, checksum: d260cb2571f242e43eab89132a03d62c (MD5) Previous issue date: 2014-03-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação apresenta um estudo de conexão de um grupo gerador-diesel (GMG) trifásico em uma rede secundária de distribuição de energia elétrica. A integração do GMG é feita por uma unidade de processamento de energia (PPU) composta por um retificador trifásico não controlado conectado em série com um conversor fonte de tensão (VSC) modulado com uma estratégia de modulação por largura de pulso. O GMG pode operar de duas maneiras distintas: (i) modo standby (interligado) ou (ii) modo isolado. O conversor de saída da PPU pode ser controlado para injetar potência ativa na rede CA, ou como um filtro ativo de potência (FAP) compensando potência reativa e correntes harmônicas nos terminais das cargas. O VSC de interface é controlado no modo de corrente (CMC), sendo seus controladores projetados a partir de funções de transferência obtidas com o modelo matemático do sistema elétrico nas coordenadas dq0. Esses controladores são projetados com múltiplos integradores para garantir a qualidade da forma de onda da corrente injetada na rede CA. Dependendo do modo de operação é utilizada uma malha adicional para regular a tensão do barramento CC do conversor de interface. Para validar o modelo matemático e o algoritmo de controle são realizadas simulações digitais no programa PSIM. Resultados experimentais, obtidos com um protótipo de laboratório, cujos controladores foram implementados em um processador digital de sinais TMS320F28335 da Texas Instruments, são usados para validar as estratégias de controle propostas. / This dissertation presents a study about the connection of a three-phase Diesel Genset (DG) to a secondary distribution network. The integration of DG is done by a Power Processing Unit (PPU) composed of a three-phase rectifier connected in series with a Pulse Width Modulated Voltage Source Converter (VSC). The DG can operate in two distinct modes: (i) standby (interconnected) or (ii) islanding. The PPU’s output converter can be controlled to inject active power into AC electric grid, or as an Active Power Filter (APF), compensating the reactive power and harmonics currents at the load terminals. The VSC is controlled employing the current mode control (CMC), and its compensators are designed based on the electrical system transfer function in dq0 coordinates. Multiple rotating synchronous reference frame integrators (PI-MRI) are used to ensure the quality of the generated power. Depending on the operating mode, an additional loop is used to regulate the DC bus voltage. In order to validate the mathematical model and the control algorithm, digital simulations using PSIM are performed. Experimental results obtained with the prototype, which controllers were implemented in a TMS320F28335 of Texas Instruments are used to validate the proposed control strategies.