Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-01-30Bitstream added on 2014-06-13T18:21:00Z : No. of bitstreams: 1 alexandre_db_me_botfca.pdf: 3742670 bytes, checksum: 98e41e6dc4b4d0b4dc5de6f363be576f (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O Brasil é o país que possui uma das maiores reservas mundiais de hidroenergia, em razão da quantidade imensa de rios em seu território. Em diversas áreas isoladas, tais como grupos populacionais dispersos em áreas rurais, a mais importante alternativa de produção e utilização de energia renovável é representada pelas Micro, Mini e Pequenas Centrais Hidrelétricas, que promovem oferta de energia elétrica utilizando pequenos aproveitamentos hidroenergéticos. Para pequenos aproveitamentos, o projetista de uma central hidrelétrica deve, ao definir o tipo de turbina hidráulica, fixar-se nos rotores Pelton, Francis e Kaplan e nas turbinas Banki, por serem os mais freqüentemente encontrados na prática usual. O projeto destes aproveitamentos hidroenergéticos requer muitos detalhes, regras e cálculos matemáticos que exigem tempo e conhecimento do assunto, tornando desejável uma ferramenta que forneça, de forma rápida e clara, a informação sobre os dados envolvidos no dimensionamento de equipamentos. Na sociedade moderna, tal necessidade de informação é constantemente suprida pela informática, com o uso de softwares específicos para o assunto em foco. Com esta idéia, foi desenvolvido o presente trabalho, considerando-se que a criação de um software que atende aos requisitos dos projetos de aproveitamentos hidroenergéticos executa o papel importante de ser uma ferramenta de desenvolvimento da eletrificação rural. Este trabalho pretende, especificamente para geração de energia elétrica através de pequenas centrais hidrelétricas, estabelecer um roteiro completo para pré-dimensionar turbinas hidráulicas, implementar este roteiro em sistema computacional, e criar uma interface de software de fácil uso. A partir das variáveis: vazão do rio, altura de queda do rio, e altitude local, as quais são fornecidas pelo usuário... / Brazil is the country that possesses one of the largest world reservations of hydraulic power, in reason of the immense amount of rivers in its territory. In diverse isolated areas, such as dispersed population groups in rural areas, the most important alternative of production and use of renewable energy is represented by the Micro, Mini and Small Hydroelectric Power Stations, that promote offer of electric energy using small uses hydroelectric power. For small uses, the planner of hydroelectric power plants, when defining the type of hydraulic turbine, to fix itself in the Pelton, Francis and Kaplan rotors and in the Banki turbines, for they be more frequently the found in the usual practice. The project of these uses hydroelectric power requests many details, rules and mathematical calculations that demand time and knowledge of the subject, turning desirable a tool that supplies, in a fast and simple form, the information on the data involved in the sizing of equipment. In the modern society, such need of information constantly is supplied by computer science, with the use of specific software for the subject in focus. With this idea, the present work was developed, being considered that the creation of a software that assists to the requirements of the projects of uses hydroelectric power executes the important paper of being a tool of development of the rural electrification. This work intends, specifically for generation of electric energy through small Hydroelectric Power Stations, to establish a complete guide of orientation for to make initial calculations of the dimensions of hydraulic turbines, to implement this guide of orientation in computational system, and to create an interface of software of easy use. Starting from the variables: outflow of the river, height of fall of the river, and local altitude, which is supplied by the user... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Banca: José Antonio Perrella Balestieri / Banca: Leonardo Kyo Kabayama / Resumo: Neste trabalho, uma revisão teórica é feita com o intuito de fornecer embasamento teórico ao projeto para estudar a viabilidade de implementar uma melhoria que é substituir o material do cubo do rotor de um aço carbono fundido (ASTM A 216 Gr.WCC) por uma liga de alumínio fundida (A 201.0), sendo analisadas todas as vantagens e desvantagens desta modificação. Foi utilizado o método dos elementos finitos para o cálculo do cubo do rotor de uma turbina hidráulica do tipo Kaplan. Projeto, cálculo e execução rigorosos são necessários para a concepção deste componente. Para isso, é desenvolvido um estudo de caso que contempla, passo a passo, a metodologia utilizada. Uma análise estrutural do cubo do rotor de uma turbina hidráulica tipo Kaplan é utilizada no estudo de caso / Abstract: In this work, a theoretical review is done in order to provide theoretical basis for the project to study the viability of implementing an improvement that would replace the material of the rotor hub of a cast carbon steel (ASTM A 216 Gr.WCC) by a cast aluminum alloy (A 201.0), and analyzed the advantages and disadvantages of this modification. It's necessary using the Finite Element Method for calculating the rotor hub of a Kaplan hydraulic turbine. Design, calculation and execution are crucial to the design of this component. For this, it is developed a case study that includes step by step, the methodology used. The analysis of the rotor hub of a Kaplan hydraulic turbine be used in the case study / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-23Bitstream added on 2014-06-13T19:00:07Z : No. of bitstreams: 1 ricci_rp_me_bauru.pdf: 3607185 bytes, checksum: d742c0c6ab4783eb07af6258b0f9b7ad (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O processo de fabricação das pás de turbinas eólicas envolve a colagem de estruturas fabricadas em plásticos reforçados com fibra de vidro. Neste trabalho foram analisadas os três principais tipos de adesivos estruturais utilizados pelos fabricante de pás (epóxi, poliuretano e metil-metacrilato), com o objetivo de desenvolver critérios que auxiliem na seleção de adesivos e de tratamentos superficiais aplicados às estrutuaras a serem coladas. A caracterização dos adesivos envolveu dois tipos de ensaios mecânicos: o cisalhamento de juntas de sobreposição simples e a clivagem de juntas adesivas. Dois tipos de tratamento das superfícies dos aderentes foram utilizados: camada de sacrifício removível (peel-ply) e abrasão. Também foi realizada a análise dos modos de falha das juntas ensaiadas como auxílio de compatibilidade entre adesivo e substrato. Os resultados mostram que o tratamento via peel-ply foi o mais eficiente para as juntas coladas com epóxi e testadas em cisalhamento, ao apresentar um aumento de 28% na resistência em relação às superfícies sem tratamento. Imagens de microscopia eletrônica de varredura sugerem que esse tratamento gerou uma área maior de contato em relação à superfície não tratada e que causou menos danos à superfície do aderente do que o método abrasivo. Os grupos colados com adesivo metil metacrilato, independentemente do tipo de tratamento, obtiveram os maiores valores nos ensaios de clivagem, cerca de 170% superiores aos demais grupos. Para estruturas de pás corretamente projetadas para evitar cargas de peeling em suas juntas adesivas, este trabalho mostra que a melhor opção são aderentes tratados com peel-ply e colados com epóxi. Contudo, um plano de testes deve ser elaborado sempre que houver a necessidade do emprego de um novo adesivo ou método de preparação superficial / The manufacturing process of wind turbine blades involves the bonding of structures made of glass reinforced plastic. This work analyzes the theree main types of structural adhesives used by blades manufactures (epoxy, polyurethane and methyl methacrylate), with the goal of developing criteria to assist in the selection of adhesives and surface treatments applied to the structures to be bonded. The characterization of the adhesives involved two types of mechanical tests: single lap shear joints and cleavage of adhesive joints. Two types of surface treatment of the adherents were used: removable sacrifical layer (peel-ply) and abrasion. The joint failure mode analysis was also carried out as an aid to the study of compatibility between adhesive and substrate. The results show that treatment via peel-ply was the most efficient for epoxy bonded substrates tested in shear, by presenting a 28% increase in strengh compared to untreated surfaces. Images of scanning electron microscopy suggest that this treatment led to a larger area of contact relative to untreated surfaces and caused less damage to the substrate's surface than the abrasive method. The groups bonded with methyl methacrylate regardless the type of treatment, had the highest values in the cleavage test, approximately 170% higher than other groups. For propertly designed blades, that avoid peeling loads in their adhesive joints, this work shows that the best option are substrate treated with peel-ply and bonded with epoxy. However, a test plan should be prepared whenever there is the necessity of using a new adhesive or method of surface preparation

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-12-02T15:46:41Z No. of bitstreams: 1 2014_PauloAugustoStrobelFreitasESilva.pdf: 47422419 bytes, checksum: baf3ac8548161d08659a4c3bbceaafef (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-03T11:50:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_PauloAugustoStrobelFreitasESilva.pdf: 47422419 bytes, checksum: baf3ac8548161d08659a4c3bbceaafef (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-03T11:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_PauloAugustoStrobelFreitasESilva.pdf: 47422419 bytes, checksum: baf3ac8548161d08659a4c3bbceaafef (MD5) / Em turbinas de eixo horizontal, o estudo do escoamento é de grande importância, pois está diretamente relacionado a eficiência e ao projeto do rotor. Esse trabalho tem como objetivo geral a modelagem e simulação numérica do escoamento ao redor de turbinas hidrocinética por meio da dinâmica dos fluidos computacional (CFD). Como objetivo específico, pretendese realizar um estudo de convergência de malha, modelo de esteira de vórtice de Rankine, esteira aerodinâmica, cavitação e validação com referência experimental. Para atingir esses objetivos, adotou-se o modelo de turbulência SST e configurações de malhas que permitissem proximidade com dados experimentais. Após essa etapa da validação, faz-se a simulação da turbina hidrocinética. Os resultados numéricos obtidos mostram a eficácia da prevenção de cavitação do algoritmo baseado no modelo BEM e relação entre o modelo de vórtice de Rankine e o colapso da camada limite. Além de apresentar a caracterização da curva de coeficiente potência, estrutura de vórtice e recuperação de velocidade na esteira. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In turbines of horizontal axis, the study of the flow has great importance, because is directly linked with efficiency an the design of rotor. This workhas as general objective the modelling and numeric simulation of the flow around of turbines using Computational Fluid Dynamics (CFD). As specific goal, intends to perform a mesh indenpendence study, Rankine vortex wake model, near and far wake, cavitation and validation with experimental reference. To reach these obejectives, was adopted Shear Stress Transport (SST) turbulence model and configuration of mesh that allow accuracy wiht experimental data. After this step of validation, it is made the simulation of hydrokinetic turbine. The numeric results obtained shows the effectiveness of algoritm (based in BEM) to avoid cavitation and the relationship between Rankine vortex wake model and collapse of boundary layer. In addition to presenting the caracterization of power coefficient curve, structure of vortex and recovery of velocity in the wake.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-03-23T14:45:57Z No. of bitstreams: 1 2014_GuilhermeVazFerreira.pdf: 3585456 bytes, checksum: 6425e3ae3d4609823794236d2711e2a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2015-04-29T17:49:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_GuilhermeVazFerreira.pdf: 3585456 bytes, checksum: 6425e3ae3d4609823794236d2711e2a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-29T17:49:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_GuilhermeVazFerreira.pdf: 3585456 bytes, checksum: 6425e3ae3d4609823794236d2711e2a9 (MD5) / As projeções relativas á demanda global por energia elétrica apontam um crescimento muito elevado no consumo nas próximas décadas. Foi mostrado que esse consumo aumentará 93% em 2040, comparado ao do ano de 2010. Atualmente, mais de 60 % da energia elétrica consumida provém de combustíveis fósseis, que são recursos limitados e altamente nocivos ao meio ambiente. Nesse contexto, a utilização de turbinas hidrocinéticas que operam com a correnteza dos rios é uma excelente opção, visto que as mesmas possuem grande previsibilidade e alta densidade de potência. O objetivo principal do presente trabalho é o projeto de uma pá compósita para ser utilizada em uma turbina hidrocinética de eixo horizontal capaz de gerar 500 kW de eletricidade com a correnteza do rio Tucurul no estado do Pará. Essa turbina possui um rotor com 3 pás e diâmetro nominal de 10 m. Foram feitas análises de duas pás: a primeira fabricada com lâminas com reforço unidirecional pré-impregnadas de carbono/epóxi do tipo AS4/3501-6 e a segunda com a liga de alumínio 6061-T6. Os resultados foram obtidos utilizando-se o Ansys. Foram utilizados nós mestres e equações de restrição para a aplicação do carregamento hidrodinámico. Os máximos índices de falha estabelecidos para as pás compósita e metálica foram, respectivamente, de: 0.5 segundo Tsai-Wu e 0.5 segundo von Mises. As massas obtidas para as pás compósita e metálica foram de 221.87 kg e 709.16 kg. respectivamente. As deflexões máximas na ponta da pá foram de 5.65 cm para a pá compósita e 2.45 cm para a pá metálica. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The projections related to the global demand of electricity show a very high growth in consumption in the coming decades. It has been show that this consumption will increase by 93 % in 2040 compared to the one in '2010. Currently, more than 60 % of the energy consumed comes from fossil fuels, which are limited resources and highly harmful to the environment. In this context, the use of hydrokinetic turbines operating with the flow of the rivers is an excellent choice, as they have great predictability and high power density. The main objective of this work is the design of a composite blade to be used in a horizontal axis hydrokinetic which can generate 500 kW of electricity with Tucurui’s river flow in Pará state. This turbine has a rotor with three blades and a nominal diameter of 10 m. Two blades analyses were perfomed: the first one manufactured with carbon/epoxy unidirectional reinforced prepreg laminas type AS4/3501-6 and the second one made with 6061-T6 aluminum alloy. Results were obtained using ANSYS, reputed finite element analysis (FEA) software. Masters nodes and restrained equations were used to apply the hydrodynamic loading. The maximum failure index established for the composite and metallic blades were respectively 0.5 according to Tsai-Wu and 0.5 according to von Mises. The masses obtained for the composite and metallic blades were 221.87 kg and 709.10 kg. respectively. The maximun deflection at the blade tip were 5.65 cm for the composite blade and 2.45 cm to the metallic blade.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-02-14T11:37:20Z No. of bitstreams: 1 2013_MatheusTabataSantos.pdf: 11193212 bytes, checksum: 7f75a49a79af82c37f6dc66cf0962c70 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-02-28T14:31:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MatheusTabataSantos.pdf: 11193212 bytes, checksum: 7f75a49a79af82c37f6dc66cf0962c70 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-28T14:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MatheusTabataSantos.pdf: 11193212 bytes, checksum: 7f75a49a79af82c37f6dc66cf0962c70 (MD5) / O aço inoxidável martensítico ASTM A743 CA6NM é tipicamente utilizado na produção de turbinas hidroelétricas, devido a sua elevada resistência à cavitação. Essas turbinas são fabricadas em processos separados de fundição seguido de um tratamento térmico e de acabamento superficial com subsequente acoplamento por meio de um processo de soldagem, em que um material semelhante é utilizado, normalmente, o AWS 410 NiMo. Uma vez que eles têm grandes espessuras, normalmente, a soldagem ocorre em várias passos, a fim de preencher a cavidade articular. Após o processo de soldagem, normalmente em toda a turbina é feito um tratamento térmico final, que é realizado em grandes fornos para que seja possível atingir uma temperatura uniforme em toda as partes. A fim de estudar o efeito que a camada de solda exerce sobre o material de base e sobre o metal depositado, este trabalho visa determinar certas propriedades dos metais envolvidos no reparo das turbinas (emissividade e dureza), as metodologias de soldagem para esse reparo e as alterações microestruturais que ocorreram no metal base (ASTM A743 CA6NM), no metal de adição (AWS 410 NiMo) e na interface material de base e material de adição. Para atingir tais objetivos, ensaios de determinação da emissividade dos metais envolvidos no processo foram realizados para que o uso da termografia infravermelha no monitoramento das amostras fosse possível. Ensaios de soldagem GMAW também foram feitos, depositando diversos cordões de solda de AWS 410 NiMo em camadas sucessivas na fronteira de uma placa de seis milímetros de espessura de aço ASTM A743 CA6NM assistidos por termografia e com temperatura de interpasse controlada. Após o processo de soldagem, as amostras foram cortadas a partir da placa soldada e foram examinadas em duas direções, paralela e perpendicular à direção de deposição. As suas microestruturas e durezas resultantes foram analisadas e correlacionadas com a evolução das temperaturas registradas durante o processo de soldagem. Os resultados do ensaio Vickers (HV10) mostraram que a dureza do substrato é ligeiramente menor que a do metal de deposição, e na região de interface o material apresentou um incremento de dureza significativo. Com relação a microestrutura resultante do processo de soldagem, tanto o metal base quanto o de deposição apresentaram microestrutura martensítica, porém a microestrutura do metal de deposição, até aproximadamente 17 passes de solda, apresentou-se com um aspecto de martensita tratada termicamente. De forma geral, os resultados obtidos foram bastante satisfatórios, e várias possibilidades de pesquisa mais aprofundada são cabíveis, não dando por fim este. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The martensitic stainless steel ASTM A743 CA6NM is typically used in the production of hydroelectric turbines, due to their high resistance to cavitation. These turbines are manufactured in separate processes of casting followed by a heat treatment and surface finish with subsequent engagement by means of a welding process, in which a similar material is usually used (AWS 410 NiMo). Since they have large thicknesses, typically the welding is carried out in several layers in order to fill the joint cavity. After the welding process, usually the whole turbine runner is subjected to a final heat treatment, which is carried out in large furnaces thus providing a means of achieving a uniform temperature in all parts. In order to study the effect that a weld layer exerts on the base material and on the previously deposited metal, this work aims at determining certain properties of the materials involved in the repair of turbines (emissivity and hardness), the methodologies for this welding repair and the microstructural changes occurring in the base metal (ASTM A743 CA6NM) in the weld metal (AWS 410 NiMo) and in the interface between base material and filler material. To achieve these objectives, tests to determine the emissivity of the materials involved in the process were performed such that infrared thermography could be used for monitoring the samples varying temperature during the deposition process. GMAW welding tests were carried out by depositing multiple weld beads of AWS 410 NiMo wire in successive layers on the edge of a six millimeter thick ASTM A743 CA6NM sample plate assisted by thermography and interpass temperature control. After the welding process, the samples were cut from the welded plate and were examined in two directions: parallel and perpendicular to the deposition direction. Their resulting microstructure and hardness were analyzed and correlated with the evolution of temperatures recorded during the welding process. The test results for the Vickers Hardness (HV10) show that the hardness of the substrate is slightly smaller than the deposition metal and in the interface material has a significant increase in hardness. Regarding the microstructure of the welding process, both the base metal and the deposition metal presented martensitic microstructure, but the microstructure of the deposition metal, up to approximately the 17th weld bead, presented an aspect of martensite thermally treated. In general, the results obtained by this research were quite satisfactory, and several possibilities for further research are reasonable, not by giving this, the end.

The total wind power capacity installed in the world has substantially grown during the last few years, mainly due to the increasing number of horizontal axis wind turbines (HAWT). Consequently, a big effort was employed to increase HAWT\'s power capacity, which is directly associated to the size of blades. Then, novel designs of blades may lead to very fexible structures, susceptive to large deformation, not only during extreme events, but also for operational conditions. In this context, this thesis aims to compare two geometrically nonlinear structural modeling approaches that handle large deformation of blade structures: 3D geometrically-exact beam and shell finite element models. Regarding the beam model, due to geometric complexity of typical cross-sections of wind turbine blades it is adopted a theory that allows creation of arbitrary multicellular cross-sections. Two typical blade geometries are tested, and comparisons between the models are done in statics and dynamics, always inducing large deformation and exploring the accuracy limits of beam models, when compared to shells. Results showed that the beam and shell models present very similar behavior, except when violations occur on the beam formulation hypothesis, such as when shell local buckling phenomena takes place. / A capacidade total de energia eólica instalada no mundo cresceu substancialmente nos últimos anos, principalmente devido ao número crescente de turbinas eólicas de eixo horizontal. Consequentemente, um grande esforço foi empregado com o intuito de aumentar a capacidade de produção das turbinas eólicas, que está diretamente associada ao tamanho das pás. Assim, surgiram projetos inovadores quanto à concepção de pás de turbinas eólicas levando a estruturas bastante flexíveis, susceptíveis a grandes deslocamentos, não apenas em eventos extremos, mas também em condições normais de operação. Nesse contexto, a presente dissertação tem por objetivo comparar duas abordagens de modelos estruturais geometricamente não-lineares capazes de lidar com grandes deslocamentos de pás de turbinas eólicas: elementos finitos geometricamente exatos 3D de vigas e cascas. Em relação ao modelo de viga, devido à complexidade geométrica das seções transversais típicas de pás de turbinas eólicas, adota-se uma teoria que permite a criação de seções transversais arbitrárias multicelulares. Duas geometrias de pás s~ao testadas e comparações entre os modelos s~ao feitas em análises estáticas e dinâmicas, sempre induzindo grandes deslocamentos e explorando os limites de precisão do modelo de viga, quando comparado ao modelo de cascas. Os resultados indicam que os modelos de viga e casca apresentam comportamento muito similar, exceto quando ocorrem violações em hipóteses do modelo de viga, tal como quando ocorre flambagem local do modelo de casca.

Muitas áreas da indústria utilizam substanciais somas de energia térmica, geralmente obtida pela combustão de óleo, gás ou carvão. Na queima destes combustíveis geralmente é utilizado ar como oxidante, que é constituído aproximadamente por 21% de O2 e 79% de N2, em volume. Em muitos casos, os processos de combustão podem ser enriquecidos com o uso de oxidantes que possuem concentrações de oxigênio maior que a existente no ar. Isto é conhecido como combustão enriquecida com oxigênio (OEC) que pode trazer vários benefícios como a redução do consumo de combustíveis, aumento da energia térmica disponível, redução no volume dos gases de combustão, baixo custo de adaptação dos equipamentos existentes, entre outros. Com este cenário, o presente trabalho investiga o uso da combustão enriquecida com oxigênio em uma turbina a gás industriais de um eixo. O equipamento foi modelado termodinamicamente e com a consideração que os gases de combustão formados se encontram em equilíbrio químico. Dessa forma, são estudadas três formas de operação da turbina a gás com o uso do processo de enriquecimento da combustão, que são: 1) vazão de ar de admissão constante, 2) potência líquida constante com rotação fixa e 3) potência líquida constante com rotação variável. Os resultados mostram que pode ser obtido um aumento de até 143% na potência líquida e de 24% no rendimento térmico do ciclo para o caso 1. Entretanto, é necessária uma substancial soma de oxigênio para sustentar o processo. / Many industry areas use large amounts of thermal energy, usually obtained by burning oil, gas or coal. The combustion of these fuels generally used air as an oxidant, which consists of approximately 21% O2 and 79% N2, in volume. In many cases, combustion processes can be enriched with the use of oxidants with higher concentration of oxygen than present in the air. This is known as oxygen-enhanced combustion (OEC), which can provide several benefits such as reduced fuel consumption, increased thermal energy availability, reduction in flue gas volume, low retrofitting cost and others. With this background, this work investigates the use of oxygen-enhanced combustion in heavy duty single-shaft gas turbine. The equipment was thermodynamically modeled and the consideration that the combustion gases are in chemical equilibrium. Thus, three possible ways of implementation of the enrichment process of combustion were studied, which are: 1) constant intake air flow, 2) constant net power with fixed rotation and 3) constant net power with variable speed. The results showed that one can be obtained up to 143% increase in net power and 24% in thermal efficiency of the cycle in case 1. However, it’s necessary a substantial amount of oxygen to sustain the OEC process.

Orientador: Ilmar Ferreira Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:38:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Saracho_CristinaMinioli_M.pdf: 59003578 bytes, checksum: 37d1798dde2cd4a3842a2c432895153f (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta a formulação das equações de movimento de palhetas flexíveis, acopladas a máquinas rotativas. Estas equações são discretizadas de acordo com o Método dos Elementos Finitos, utilizando uma abordadem tridimensional. Inicialmente, o programa, desenvolvido em linguagem MATLAB, foi utilizado para estudar a variação das freqüências naturais de palhetas de formas geométricas simples em função da velocidade de rotação da máquina. Em uma segunda etapa, este programa foi aplicado na análise dinâmica das palhetas de um compressor industrial. O modelo numérico desenvolvido para a palheta foi ajustado, posteriormente, a partir de medidas experimentais das freqüências da palheta, realizadas em três condições diferentes: livre-livre, montada no compressor e engastada em uma estrutura montada no laboratório. A partir das simulações numéricas e dos diagramas de Campbell das diversas palhetas, as velocidades críticas do compressor são estimadas. Estas velocidades críticas são avaliadas em duas condições distintas: nas condições normais de operação da máquina e durante sua curva de velocidade de partida / Abstract: The development of the equations of motion for flexible blades coupled to rotating machines is presented in this work. These equations are discretized using the Finite Element Method, with a three-dimensional approach. It was firstly developed a computer program using the MATLAB language in order to study the natural frequencies variation in blades with simple geometric shapes, as a function of the angular velocity. Afterwards, this computer program was employed to perform the dynamic analysis of blades of a industrial compressor. The blade numerical model was updated with experimental measurements of its natural frequencies for three different conditions : free-free, mounted on the compressor and clamped in a structure. From numerical simulations and Campbell diagrams of the blades, the critical speeds of the compressor are estimated in two different conditions : normal operation and during its start-up velocity curve / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Geraldo Pena de Andrade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T05:54:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giacomini_MarcosRoberto_D.pdf: 3148192 bytes, checksum: 975bbc84589e07811d6b2dcf58814dfe (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho apresenta uma nova proposta para obter os parâmetros do regulador de uma turbina hidráulica, com o objetivo de melhorar o controle operacional de uma usina hidrelétrica. Dentre os diversos métodos existentes, o método de Ziegler-Nichols mostra-se adequado porque na determinação dos parâmetros do regulador efetuam-se simulações que consideram todo o comportamento hidráulico da instalação e da máquina. A partir de inúmeras simulações, para a estabilização da rotação adimensional, variando o tempo da água, o tempo da máquina e a rejeição, percebeu-se que os coeficientes utilizados no método de Ziegler-Nichols não apresentavam bons resultados em algumas situações, deixando evidente a necessidade de uma adequação. As equações propostas neste trabalho permitem a obtenção de valores mais adequados para as constantes proporcional, integral e derivativa através dos valores da constante proporcional última e do período último, como já utilizado no método de Ziegler-Nichols, em função do tempo da água, do tempo da máquina e da rejeição da potência / Abstract: This work presents a new proposal to obtain the parameters of the regulator of a hydraulic turbine, looking for the goal to increase the operational control of a hydroelectric power plant. Among many existing methods, the Ziegler-Nichols shows itself adequate because in the determination of the parameters of the regulator simulations are carried out witch consider all the hydraulic behavior of the installation and the machine. From many simulations, to the adimensional rotation stabilization, varying the water time, the machine time and the rejection, it was realized that the coefficients used in the Ziegler-Nichols method weren't presenting good results in some situations, leaving evident the needy of an adaptation. The equations suggested in this work allow obtaining more adequate values to the proportional, integral and derivative constants, through the constant last proportional values and the last period, as already used in the Ziegler-Nichols method in function of the water time, the machine time and the power rejection / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil