Uma turbina a Gás é um motor complexo, compreendendo um grande número de componentes, cada qual com suas características próprias de desempenho. Logo, o desempenho do motor completo depende das características de desempenho de cada um dos componentes. Em funcionamento, por exemplo, o motor opera com grandes variações das condições ambientes e de vôo. É necessário, portanto, explorar o seu funcionamento em todas as partes significativas do envelope de vôo da aeronave. O custo de ensaio para tal é muito alto. Pode acontecer, também, que o motor não seja capaz de funcionar em certas condições escolhidas. Por isso, a simulação de uma Turbina a Gás é muito importante, desde o início do projeto da Turbina. Este trabalho trata da simulação numérica do funcionamento e desempenho de uma Turbina a Gás. A técnica utilizada foi a de decomposição do motor em blocos cujas características de funcionamento são modeladas a partir de suas características opercaionais. Componentes importantes, como Compressor, Câmara de Combustão, Turbina, Bocal Propulsor, tem seu desempenho obtido com o auxílio de curvas levantadas experimentalmente (mapas). Com isso, o desempenho calculado do motor pode se aproximar bastante do seu desmpenho medido. Como é a partir de blocos que é montado o motor, o programa desenvolvido é capaz de simular uma variedade de tipos de Turbinas a Gás que engloba quase todas as atualmente utilizadas. O programa desenvolvido é bastante amigável do ponto de vista de utilização por outros usuários, destacando-se a montagem do arquivo de dados de entrada. Resultados obtidos com o programa são comparados com dados disponíveis na literatura.

Neste trabalho foram desenvolvidos os projetos de uma câmara de combustão e de um atomizador do tipo pressure-swirl que permitiram a operação de uma microturbina a gás, utilizando etanol como combustível. O combustor e o injetor foram projetados para as características físico-químicas do etanol anidro. A influência da presença de água no combustível foi ser analisada nos ensaios. Foram realizados ensaios de desempenho e emissões de gases na microturbina. A determinação do Diâmetro Médio de Sauter (SMD) e do ângulo de abertura do do spray também foi realizada. Na análise dos resultados investigou-se o comportamento das relações ar/combustível, a emissão de poluentes e sua correlação com atomização do combustível e com a eficiência de combustão. A operação da microturbina ocorreu de maneira estável, validando tanto o projeto do combustor quanto o do atomizador. A razão de equivalência aumentou com o aumento da rotação do eixo. A pressão de injeção aumentou com o incremento de vazão provocando a diminuição do SMD. Fato esse que promoveu decréscimo nas emissões de monóxido de carbono (CO) e óxidos de nitrogênio (NOx) demonstrando melhoria na eficiência de combustão.

Através de perfis sísmicos de alta resolução (3,5 kHz), coletados entre os anos de 2009 e 2014, foi possível analisar o fundo e sub-fundo marinho da plataforma continental interna do Rio Grande Sul, mais especificamente em frente à desembocadura do estuário da Lagoa dos Patos. Estes dados permitiram observar anomalias acústicas caracterizadas como sendo uma resposta à presença de gás intersticial no sedimento. As acumulações foram identificadas com base na morfologia, dimensão, tipo de assinatura acústica e concentração aparente de gás. Assim, cinco formas distintas de gás raso foram reconhecidas: cortina de gás, blanking acústico, turbidez acústica, pináculo de turbidez e pluma intra-sedimentar. Tais estruturações se apresentaram isoladas ou então relacionadas umas com as outras. Dentre estas, as cortinas de gás e blanking acústico foram as que ocorreram em maior número e área. As cortinas apresentaram morfologia bem definida, em formato de caixa, onde o gás se encontra mais concentrado. O blanking acústico, formado pela presença de bolhas de gás bem disseminadas no sedimento, foi distinguido por uma forte reflexão de topo e um mascaramento dos refletores subjacentes, sem demonstrar limites laterais bem definidos A turbidez acústica, associada à disseminação de gás moderada a alta, é uma perturbação de sinal pela presença de bolhas no sedimento em quantidades que apenas atenuam a energia sísmica, possibilitando identificar algum refletor abaixo do seu topo. Os pináculos de turbidez encontrados são pequenos e apresentaram forma pontiaguda, indicando uma disseminação de gás baixa a moderada. A pluma intra-sedimentar encontrada apresentou formato quase parabólico, interpassando a camada de sedimentos de modo que o gás presente nela é baixo a moderadamente disseminado. Tais formas estão diretamente ligadas com a distribuição das fácies sedimentares, as quais agem como reservatório e selante, retendo ou não o gás e gerando as diferentes respostas acústicas. A ocorrência do gás está concentrada em frente à desembocadura da Lagoa dos Patos, local de deposição de sedimentos finos e matéria orgânica. Este aporte lagunar e o retrabalhamento da plataforma por eventos de regressão e transgressão marinha no Quaternário permitiram a gênese e preservação do gás em sedimentos holocênicos, de provável origem biogênica. / Using high-resolution (3.5 kHz) seismic profiles collected between 2009 and 2014, it was possible to analyze the bottom and sub-bottom geoacoustics characteristics of the inner continental shelf of the Rio Grande Sul, more specifically in front of the mouth of the estuary of the Patos Lagoon. The data allowed observing acoustic anomalies characterized like being a response to gas presence in the sediment. The gas accumulations were identified based on their morphology, dimension, type of acoustic signature and apparent concentration of gas. Thus, five different features of shallow gas were recognized: gas curtain, acoustic blanking, acoustic turbidity zone, turbidity pinnacle and intra-sedimentary plume. These structures have been isolated or then related each other. Among these, the gas curtain and acoustic blanking were those that occurred in greater number and area. Gas curtains presented well defined morphology, in gas boxes format, where the gas is more concentrated. Acoustic blacking, originated from presence of well disseminated gas bubbles in the sediment, was distinguished by a strong top reflection that masks the below reflectors, without to show well defined lateral limits Acoustic turbidity zone, associated with the dissemination of moderate to high gas, is a signal disturbance due to the presence of bubbles in the sediment in quantities that only attenuate the seismic energy, allowing yet identifying some reflector below its top. Turbidity pinnacles found are small and present pointed shape, indicating to a low to moderated gas dissemination. Intra-sedimentary plume found presented an almost parabolic shape, penetrating across the sediment layer thus the gas dissemination in the plume is low to moderate. These forms are linked directly with the sedimentary facies distribution, which act like reservoir and sealant, retaining or not the gas and producing the distinct acoustic response. The gas is concentrated in front of the mouth of Patos Lagoon, deposition site of fine sediments and organic matter. Such lagoon sediment input and the reworking of the shelf by marine regression and transgression events during Quaternary allowed the genesis and preservation of gas occurring in the Holocene sediments, which origin is probable biogenic.

Orientador: João Andrade de Carvalho Júnior / Coorientador: Marco Antônio Rosa do Nascimento / Banca: José Antonio Parrella Balestieri / Banca: Ivone Ávila / Banca: José Adilson de Castro / Banca: Lucilene de Oliveira Rodrigues / Resumo: Nesta tese realizou-se uma análise do escoamento turbulento de gás natural e combustão turbulenta subseqüente, em um queimador industrial com chamas por difusão de um forno de reaquecimento de placas, através de modelagem em computação fluidodinâmica (CFD) em regime permanente para várias condições de carga térmica normais de operação. O forno é equipado com queimadores projetados para a utilização de gás natural e gás de coqueria, alternativamente, através dos mesmos orifícios. O trabalho foi focado em um dos queimadores laterais da zona de preaquecimento do forno de reaquecimento, projetado para formação de movimento rotacional do ar primário de combustão. Valores de vazão volumétrica e de pressão calculados numericamente a montante do queimador para o gás natural, ar primário e secundário de combustão foram validados por medições experimentais. Os resultados da modelagem numérica foram analisados para diferentes modelos de turbulência em termos de perda de carga e perfil de velocidade. Os modelos de turbulência "k-.", entre eles o "standard", o RNG e o "Realizable" foram utilizados, e também o Reynolds Stress Model (RSM). Coeficientes de descarga de orifício para o gás natural foram calculados com os valores das propriedades do fluido, resultado da simulação numérica e comparados com método empírico de determinação deste parâmetro. O modelo de combustão turbulenta utilizado foi o Eddy Dissipation Model (EDM). A análise da combustão e da aerodinâmica foi apresentada através dos perfis de temperatura, pressão e velocidade. As temperaturas calculadas pela simulação numérica em região interna do forno, do piso refratário, da parede do queimador e da superfície inferior da placa, foram comparadas com os valores da medição experimental... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents numerical modeling of a turbulent natural gas flow through a non-premixed industrial burner of a slab reheating furnace, in steady state condition for several burner thermal loads. The furnace is equipped with diffusion side burners capable of utilizing natural gas or coke oven gas alternatively through the same nozzles. The study is focused on one of the burners of the preheating zone, designed with swirl device in the primary air nozzle. Computational Fluid Dynamics simulation has been used to predict the burner orifice turbulent flow. Flow rate and pressure at burner upstream were validated by experimental measurements. The outcomes of the numerical modeling are analyzed for the different turbulence models in terms of pressure drop and velocity profiles. The standard, RNG, and Realizable k-. models and Reynolds Stress Model (RSM) were been used. Orifice discharge coefficients for natural gas nozzle were calculated using the fluid properties from numerical simulation and compared with empirical formulation to determine this parameter. The turbulent combustion model used was the Eddy-Dissipation Model. The combustion and aerodynamic analysis was presented through the profiles of temperature, pressure and velocity. The temperatures calculated through the numerical simulation inside the furnace, at the refractory floor, at the burner wall and in the lower surface of the slab were compared to the values of experimental measurements. The main purpose of the numerical investigation is to determine the turbulence model that more consistently reproduces the experimental results of the flow through an industrial non-premixed burner orifice. The comparisons between simulations suggest that all the models tested satisfactorily represent the experimental conditions... (Complete abstract click eletronic access below) / Doutor

Orientador: Paulo Henrique de Mello Sant'Ana / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2013

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Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7616_1.pdf: 2419909 bytes, checksum: faa7cec4b100ec2dd55f49cd985a9a83 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A produção industrial de gesso (CaSO4. 1/2H2O) no Brasil é realizada pelo método de desidratação (calcinação) da gipsita natural (CaSO4. 2H2O), utilizando calor de queima essencialmente de combustíveis sólidos (lenha local, coque de petróleo) e líquidos (óleo BPF, óleo alternativo). Aumento constante no preço da matriz energética tem motivado as calcinadoras buscarem combustíveis mais baratos. Por exemplo, em função do elevado custo de combustíveis de origem fosseis recentemente as calcinadoras estão utilizando lenha do Semi-Árido no sertão Nordestino brasileiro e contribuindo para o aumento da desertificação da região. O uso de combustíveis sólidos tais como coque de petróleo, resulta em emissão de gases nocivos que podem causam um grande impacto ambiental devido emissão de SOx, NOx. Entretanto, devido ao envolvimento de vários parâmetros de calcinação, o controle é de alta complexidade, muitas vezes gerando produtos de qualidade não homogênea. Foi realizado um estudo da viabilidade econômica e tecnológica para a combustão de gases (GN+GLP) visando à geração de calor em regiões remotas para a calcinação da gipsita para produção de gesso, calculando as propriedades térmicas da combustão da mistura do Gás Natural e GLP em diferentes proporções utilizando um software comercial Acomb5 (IPT) e medição experimental de PCSs de combustíveis líquidos e sólidos utilizados no pólo gesseiro. Estes resultados auxiliarão na redução do impacto ambiental minimizando o avanço da desertificação devido a derruba de árvores locais para queima visando à geração de calor, a queima dos gases em contato direto com o produto a aquecer decorrente de uma combustão limpa, com isto, não haveria contaminação do produto, gerando assim uma produção de gesso com qualidade controlada

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Orientador: Henry França Méier. / Co-orientador: Edelberto Luiz Reinehr. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.

Tese de mestrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1995