Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2017-09-05T19:53:11Z No. of bitstreams: 2 Helder José Costa Carozzi.pdf: 3966100 bytes, checksum: 01f620193813ea1dfc556df8dda7178d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T19:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Helder José Costa Carozzi.pdf: 3966100 bytes, checksum: 01f620193813ea1dfc556df8dda7178d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / This papers presents a new approach in terms of energy efficiency for the generation of electricity using a small Generator Motor Group (GMG), powered by internal combustion (fueled with water and gasoline), using pyrolytic reactor technology (GEET ), Aiming at the global reduction of consumption, temperature stability and improvement of the cooling, with consequent reduction of the cost of kW produced. In order to do so, the aim was to design and construct a pyrolytic reactor (GEET), based on available literature, as well as related scientific technical articles. This reactor, when in operation, obtains extra energy, necessary for the pyrolysis process, of the thermal energy produced by the combustion of the exhaust gases. This feature allows a mixture of water (fractured in hydrogen gas and oxygen gas) and gasoline to be used as fuel. To determine the efficiency of the GMG, working with the GEET, two well-defined experiments were performed. The first experiment was characterized by the operation and use of the GMG equipped with a new carburetor (factory original) and which, when in use, used only ordinary vehicular gasoline as fuel. The second experiment was characterized by the removal and replacement of the carburetor by the pyrolytic reactor (GEET), which allowed the use of water and gasoline (vehicular and aviation) as fuel, according to the proportions defined in the methodology. In both cases, temperature stability, electric charge behavior (fp = 1), fuel consumption (common gasoline and aviation) and, above all, the efficiency of the system were analyzed. It was possible to observe a certain thermal stability of the main structural block of the engine (block, head, head cover and spark plug), both in operation with the carbureted system (conventional) and with the GEET - Pantone system. Regarding the consumption, it was possible to verify that the GMG, when reaching the voltage near the nominal (115Vac), for the same type and value of load fed, the GEET device, applied was not efficient when using water and common gasoline for vehicular use , Resulting in an increase in fuel consumption, because in the process of mixing common gasoline with water (in the proportions defined by the methodology), this increased water inhibited the burning power of the anhydrous alcohol (dissolution) at the same time as There was no volatilization / atomization of the mixture, even with the return of the exhaust gases to the mixture reservoir (bubbling), which, at worst, could have caused an increase in the compression ratio, probably improving performance Of the set and reducing the operating temperature in the combustion chamber. However, when using the GEET-Pantone system with aviation gasoline, what it observed was a greater efficiency (%) for aviation gasoline in the proportion of 25/75 (twenty-five percent of aviation gasoline and seventy Five percent water, respectively), with an average yield of 8.46% versus 6.44% using GEET-Pantone only with aviation gasoline. The results obtained are not conclusive, yet, due to the relevance and innovation of the technological proposal, it justifies further studies of the subject. / Este trabalho apresenta, uma nova abordagem, em termos de eficiência energética, para a geração de eletricidade, utilizando um pequeno Grupo Motor Gerador – GMG, movido a combustão interna (alimentado com água e gasolina), a partir da tecnologia de reator pirolítico (GEET), visando à redução global de consumo, estabilidade de temperatura e melhoria do arrefecimento, com consequente redução do custo do kW produzido. Para isso, buscou-se dimensionar e construir um reator pirolítico (GEET), tendo como base, literatura disponíveis, além de artigos técnicos científicos relacionados. Este reator, quando em funcionamento, obtém energia extra, necessária ao processo de pirólise, da própria energia térmica decorrente da queima do combustível, proveniente dos gases de exaustão (escapamento). Tal característica permite que se utilize como combustível, uma mistura de água (fraturada em gás hidrogênio e gás oxigênio) e gasolina. Para determinar a eficiência do GMG, funcionando com o GEET, foi realizado dois experimentos bem definidos. O primeiro experimento se caracterizou pela operação e uso do GMG equipado com carburador novo (original de fábrica) e que, quando em funcionamento, utilizou somente gasolina veicular comum como combustível. O segundo experimento se caracterizou pela retirada e substituição do carburador pelo reator pirolítico (GEET), que permitiu, o uso de água e gasolina (veicular e de aviação) como combustíveis, conforme proporções definidas na metodologia. Nos dois casos, foram analisados a estabilidade da temperatura, o comportamento com carga elétrica (fp = 1), o consumo de combustível (gasolina comum e de aviação) e, principalmente, a eficiência do sistema. Foi possível observar, uma certa estabilidade térmica do principal bloco estrutural do motor (bloco, cabeçote, tampa do cabeçote e vela de ignição), tanto em funcionamento com o sistema carburado (convencional), quanto com o sistema GEET – Pantone. Quanto ao consumo, foi possível verificar que o GMG, ao atingir a tensão próxima da nominal (115Vca), para um mesmo tipo e valor de carga alimentada, o dispositivo GEET, aplicado não se mostrou eficiente quando utilizando água e gasolina comum de uso veicular, acarretando, inclusive, num aumento do consumo de combustível, pois no processo de mistura da gasolina comum com a água (nas proporções definidas pela metodologia), esta água acrescida, inibiu o poder de queima do álcool anidro (dissolução) ao mesmo tempo que não ocorreu uma volatização/atomização da mistura, mesmo com o retorno dos gases do escapamento para o reservatório da mistura (borbulhamento), o que, na pior das hipóteses, poderia ter provocado um aumento da taxa de compressão, melhorando, provavelmente, o desempenho do conjunto e reduzindo a temperatura de operação na câmara de combustão. Todavia, ao se utilizar o sistema GEET-Pantone com gasolina de aviação, o que observou, foi uma eficiência (%) maior para a gasolina de aviação numa proporção de 25/75 (vinte e cinco por cento de gasolina de aviação e setenta e cinco por cento de água, respectivamente), com rendimento médio de 8,46% contra 6,44% utilizando o GEET-Pantone somente com gasolina de aviação. Os resultados obtidos não são conclusivos, ainda, devido a relevância e inovação da proposta tecnológica, justifica estudos mais aprofundados da matéria.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LucioAOF_TESE.pdf: 1700370 bytes, checksum: e23b516b6b57629ea655b3a1c24fcf35 (MD5) Previous issue date: 2011-05-27 / The demand for alternative sources of energy drives the technological development so that many fuels and energy conversion processes before judged as inadequate or even non-viable, are now competing fuels and so-called traditional processes. Thus, biomass plays an important role and is considered one of the sources of renewable energy most important of our planet. Biomass accounts for 29.2% of all renewable energy sources. The share of biomass energy from Brazil in the OIE is 13.6%, well above the world average of participation. Various types of pyrolysis processes have been studied in recent years, highlighting the process of fast pyrolysis of biomass to obtain bio-oil. The continuous fast pyrolysis, the most investigated and improved are the fluidized bed and ablative, but is being studied and developed other types in order to obtain Bio-oil a better quality, higher productivity, lower energy consumption, increased stability and process reliability and lower production cost. The stability of the product bio-oil is fundamental to designing consumer devices such as burners, engines and turbines. This study was motivated to produce Bio-oil, through the conversion of plant biomass or the use of its industrial and agricultural waste, presenting an alternative proposal for thermochemical pyrolysis process, taking advantage of particle dynamics in the rotating bed that favors the right gas-solid contact and heat transfer and mass. The pyrolyser designed to operate in a continuous process, a feeder containing two stages, a divisive system of biomass integrated with a tab of coal fines and a system of condensing steam pyrolytic. The prototype has been tested with sawdust, using a complete experimental design on two levels to investigate the sensitivity of factors: the process temperature, gas flow drag and spin speed compared to the mass yield of bio-oil. The best result was obtained in the condition of 570 oC, 25 Hz and 200 cm3/min, temperature being the parameter of greatest significance. The mass balance of the elementary stages presented in the order of 20% and 37% liquid pyrolytic carbon. We determined the properties of liquid and solid products of pyrolysis as density, viscosity, pH, PCI, and the composition characterized by chemical analysis, revealing the composition and properties of a Bio-oil. / A demanda por fontes alternativas de energia impulsiona o desenvolvimento tecnol?gico de tal forma que muitos combust?veis e processos de convers?o energ?tica, antes julgada como inadequados ou mesmo invi?veis, s?o agora concorrentes de combust?veis e processos ditos tradicionais. Assim, a biomassa exerce um papel relevante, sendo considerada uma das fontes de energia renov?vel mais importante de nosso planeta. A biomassa contribui com 29,2 % de todas as fontes renov?veis de energia. A participa??o de energia de biomassa do Brasil na OIE ? de 13,6 %, sendo bem superior a m?dia mundial de participa??o. V?rios tipos de processos de pir?lise v?m sendo estudados nos ?ltimos anos, destacando-se o processo de pir?lise r?pida de biomassa para obten??o de Bio-?leo. Os processos cont?nuos de pir?lise r?pida, mais investigados e aprimorados s?o os de leito fluidizado e leito ablativo, entretanto vem sendo estudados e desenvolvidos outros tipos, visando obter um bio-?leo de melhor qualidade, com maior produtividade, menor consumo de energia, maior estabilidade e confiabilidade de processo e menor custo de produ??o. A estabilidade do produto Bio-?leo ? fundamental para a concep??o de dispositivos consumidores, tais como queimadores, motores de pist?o e turbinas. O presente estudo foi motivado para a produ??o de Bio-?leo, atrav?s da convers?o da biomassa vegetal ou do aproveitamento de seus res?duos industriais e agr?colas, sendo apresentada uma proposta alternativa de processo de pir?lise termoqu?mica, aproveitando a vantagem din?mica das part?culas no leito rotativo o que favorece a raz?o de contato g?s-s?lido e a transfer?ncia de calor e massa. O pirolisador foi projetado para operar em processo cont?nuo, contendo um alimentador de dois est?gios, um sistema desagregador da biomassa integrado com um separador de finos de carv?o e um sistema de condensa??o de vapores pirol?ticos. O Prot?tipo foi submetido a ensaios com serragem de madeira, utilizando um planejamento experimental completo em dois n?veis para investigar a sensibilidade dos fatores: temperatura do processo, fluxo de g?s de arraste e velocidade de centrifuga??o em rela??o ao rendimento m?ssico de Bio-?leo. O melhor resultado foi obtido na condi??o de 570 oC, 25 Hz e 200 cm3/min, sendo a temperatura o par?metro de maior signific?ncia. O balan?o Tese de Doutorado PPGCEP/UFRN L?cio ?ngelo de Oliveira Fontes vi de massa elementar das fases apresentou da ordem de 20 % liquidos pirol?ticos e 37 % de carv?o. Foram determinadas as propriedades dos produtos l?quidos e s?lidos da pir?lise como densidade, viscosidade, pH, PCI, sendo a composi??o caracterizada atrav?s an?lise qu?mica, revelando as propriedades e composi??o de um Bio-?leo.