Orientadora: Profa. Dra. Silvia Azucena Nebra de Pérez / Tese ( doutorado)- Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016. / O objetivo geral deste trabalho é obter uma abordagem termoeconômica sistemática que possa ser aplicada a qualquer sistema de potência e de refrigeração cujos fluidos de trabalho operem num ciclo termodinâmico. Para isso, é proposta uma interpretação termodinâmica dos termos gerados pela formulação dos Modelos H&S e UFS. Neste trabalho também é proposto um novo nível de desagregação da exergia física, chamado aqui Modelo UFS+, tal que supera a limitação do Modelo UFS quanto ao isolamento de dispositivos isentálpicos de
estrangulamento quando o fluido expandido comporta-se como gás ideal. Uma comparação
com as componentes térmica e mecânica é feita em tal situação. Além disso, um estudo de
caso é feito, cujo sistema estudado é uma turbina a gás com reator nuclear operando em
cogeração. Os resultados mostram que a desagregação total do sistema, em relação à
construção do diagrama funcional, é obtida somente com a aplicação do Modelo UFS+.
Também neste trabalho, propõe-se o desenvolvimento de uma sistemática livre de
arbitrariedades para obtenção do insumo e do produto de um volume de controle qualquer. A sistemática proposta é aplicada para modelar vários componentes de engenharia. Além disso, um estudo de caso é feito, cujo sistema estudado é uma planta de refrigeração por compressão com dois evaporadores. Os resultados mostram que a sistemática pode ser aplicada para construção do diagrama funcional do sistema para todos os níveis de desagregação de exergia. Por fim, uma síntese dos resultados é feita, além da apresentação das contribuições deste trabalho e de sugestões para trabalhos futuros. / The main goal of this work is to develop a systematic thermoeconomic approach that can be
applied to model any power and refrigeration thermodynamic cycles. In order to achieve such
goal, it is proposed a thermodynamic meaning of the terms formulated by the H&S and UFS
Models. In this work, it is also proposed a new physical exergy splitting level, here called
UFS+ Model, which overcomes the UFS Model limitation regarding the throttling devices
isolation when the working fluid behaves as an ideal gas. A comparison between the proposed model and the thermal and mechanical components is done. Also, it is done a case study, whose studied system is a nuclear gas turbine plant running in cogeneration mode. Results show that the total system disaggregation is obtained when one applies the UFS+ Model only, regarding the functional diagram drawing. In this work, it is also proposed the development of an arbitrariness free systematic to obtain fuel and product for any control volume. The proposal is applied to model some engineering equipment. Also, a case study is done, whose studied system is a compression refrigeration plant with two evaporators. Results show that the proposal can be applied to draw the system functional diagram for all exergy splitting levels. Finally, it is done a synthetic appraisal of results as well as the presentation of the contributions made by this work and suggestions for future research.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:102610 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Lourenço. Atilio Barbosa |
| Contributors | Pérez, Silvia Azucena Nebra de, Silva, Marcelo Modesto da, Bereche, Reynaldo Palacios, Oliveira Junior, Silvio de, Palacio, José Carlos Escobar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf, 198 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102610&midiaext=72801, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=102610&midiaext=72802, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=102610 |
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