Orientador: Prof° Dr. Marcelo Modesto da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / A matriz elétrica brasileira mostra a geração elétrica movida a biomassa com representatividade de 7,6%, terceira maior, em 2014. Apesar dos números favoráveis para a geração térmica, a tecnologia possui um limite no que diz respeito ao uso do energético. O bagaço de cana-de-açúcar constitui a biomassa com maior potencial de geração elétrica no Brasil. Visto a grande versatilidade da cana-de-açúcar, como
oferta de alimento e energia (açúcar, etanol e insumo para energia elétrica), é preciso dimensionar o ciclo térmico para atender as demandas de vapor para o processo, energia elétrica para suprimento da planta e maior quantidade de excedente para venda de energia elétrica. Desta maneira, o presente trabalho estuda os principais elementos com o objetivo de desenvolver um módulo computacional para a simulação de sistemas de cogeração baseados no comportamento termodinâmico de sistemas de potência à vapor (Rankine). Para modelagem dos módulos e do ciclo termodinâmico do sistema
de cogeração, foram considerados os conceitos termodinâmicos de balanço de massa, energia e exergia, baseados na Primeira e Segunda Lei da Termodinâmica, e conceitos de transferência de calor, baseados na diferença de temperatura média logarítmica. Os resultados obtidos mostraram que a metodologia disponível na literatura, para os volumes de controles da caldeira, está dentro dos limites de operação de uma planta real, com eficiências de primeira lei em torno de 84% e de segunda lei de 30%. A modelagem do condensador, turbina e bomba foram realizadas de acordo com os conceitos teóricos destes equipamentos. / Brazil¿s electricity matrix presents electricity generated from biomass with a 7,6% share, third major. Regardless of the thermal generation¿s favorable numbers, there is a limit to the technology when it comes to the use of the fuel. The sugarcane bagasse represents the biomass with the highest potential for electricity generation in Brazil. In view of the great versatility of sugarcane, as food supply and energy (ethanol and electricity), it is necessary to properly design the thermal cycle in order to meet the process steam demand, the plant energy requirements, and a higher amount of surplus energy to sell. The present work approaches the main elements of a cogeneration system in a sugarcane plant with the aim of developing a computational tool for the simulation of cogeneration systems based on the thermodynamic behaviour of steam power systems (Rankine). For the modelling of the modules and the thermodynamic cycle of the cogeneration system the thermodynamic concepts of mass, energy and exergy balances, according to the First and Second Laws of Thermodynamics, and the heat transfer concepts, based on the logarithmic mean temperature difference approach, were taken into account. The results demonstrate that the methodology available in the literature, concerning the control volume for the boiler, is within the operational limits of an actual boiler, with first law efficiency of about 84% and second law efficiency of 30%. The modelling of the condenser, turbine and pump were carried out according to the theoretical concepts of each equipment.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:105791 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Aoki, Adriana Cristine |
| Contributors | Silva, Marcelo Modesto da, Bereche, Reynaldo Palacios |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 117 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=105791&midiaext=74154, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105791&midiaext=74155, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=105791 |
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