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Previous issue date: 2016-02-24 / A redução da disponibilidade de combustíveis e o aumento das restrições ambientais à emissão de poluentes, inerente à geração de energia, têm justificado o investimento em projetos industriais que minimizem seu consumo energético. A Petrobras é um dos maiores consumidores de energia do país e, dados os custos decorrentes das tarifas de energia, a geração própria sempre foi uma preocupação da Companhia. Nesse contexto os fluidos refrigerantes secundários, que possuem propriedades de transmitir calor a longas distâncias, são de especial interesse para unidades nessa área de desenvolvimento tecnológico. Os sistemas de refrigeração são empregados em diversos setores industriais, como nas petroquímicas, e em termelétricas utilizadas como unidades de cogeração em refinarias. Esses sistemas são constituídos, comumente, por compressores, trocadores de calor, torres de resfriamento, tubulações, bombas, ventiladores e instrumentação para controle. Uma “Unidade de Refrigeração” utiliza refrigerantes primários para armazenamento e transporte de calor ou frio a curtas distâncias em sistemas à compressão de vapor ou por absorção. Para o transporte de energia calorífica a longas distâncias são geralmente utilizados os refrigerantes secundários compostos de água e glicóis (anti-congelantes) ou salmouras e aditivos. Contudo, essas substâncias anticongelantes reduzem a capacidade calorífica e a condutividade térmica da água. Por outro lado, nanopartículas metálicas têm a propriedade de aumentar a condutividade térmica do meio onde são adicionadas. O presente trabalho investigou, através de experimentos em um arranjo experimental de bancada de testes de um grupo gerador diesel, a influência da adição de nanopartículas em uma solução de etilenoglicol utilizada como refrigerante secundário. Para isso utilizou-se injeções de água gelada, produzida por um chiller de compressão de vapor (R22), na linha de alta temperatura (HT) do motor do grupo gerador. Para armazenamento e registros dos dados foi utilizado um equipamento do tipo datalogger. Foram testadas diferentes set-points de temperatura de entrada da água da linha de HT no motor (64oC, 67 oC, 70 oC, 73 oC e 76 oC). Essas temperaturas foram testadas com água pura e com solução aquosa de etilenoglicol a 30%, sem e com a adição de nanopartículas (2%, 4% e 6%). Em todas as condições foram realizadas medidas do consumo específico de combustível e avaliadas as velocidades de resposta no sistema. Um percentual de 2,0% de nanopartículas, em volume, apresentou-se como ideal para o desempenho do nanofluido. Em função da ausência, no mercado brasileiro, de unidades de refrigeração por absorção com potência menor que 64 TR, foi elaborado um modelo dinâmico e simulado um chiller de absorção (H2O-LiBr), visando uma construção futura e utilização desse tipo de equipamento em escala piloto. / The reduced availability of fuel and increasing environmental restrictions on emissions, inherent in the power generation, have justified the investment in industrial projects that minimize their energy consumption. Petrobras is one of the country's largest energy consumers and, given the costs of the tariffs, the very generation has always been a concern of the Company. In this context the secondary refrigerants, which have properties of transmitting the heat over long distances, are of particular interest for technological development units in this area. Cooling systems are employed in various industrial sectors such as the petrochemical, and power plants used as cogeneration units in refineries. These systems are made, usually for compressors, heat exchangers, cooling towers, pipes, pumps, fans and instrumentation control. A "cooling unit" uses primary refrigerant for storage and transport of heat or cold at close range systems in the vapor compression or absorption. For the heat energy transport over long distances are usually used secondary refrigerants composed of water and alcohols (anti-freeze) or pickles and additives. However, such antifreeze substances reduce the heat capacity and thermal conductivity of water. Moreover, metal nanoparticles have the property of increasing the thermal conductivity of the medium in which they are added. This study investigated through experiments in an experimental test bench arrangement of a diesel generator set, the influence of the addition of nanoparticles in a solution of ethylene glycol used as secondary coolant. For this used ice water injections, produced by a vapor compression chiller (R22), in the high temperature line (HT) of the engine generator set. For storage and records of the data was used an equipment type datalogger. They tested different set-points for the HT line of the engine inlet water temperature (64 °C, 67 °C, 70 °C, 73 °C and 76 °C). These temperatures were tested with pure water and ethylene glycol 30% aqueous solution, with and without the addition of nanoparticles (2%, 4% and 6%). In all conditions were performed measurements of specific fuel consumption and evaluated the response speeds in the system. A percentage of 2.0% nanoparticles by volume was presented as ideal for the performance of nanofluid. Due to the absence, in the Brazilian market of refrigeration units by absorbing less power than 64 TR, it designed a dynamic model and a simulated absorption chiller (H2O-LiBr), aimed at future construction and use of such equipment in pilot scale.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/17566 |
| Date | 24 February 2016 |
| Creators | SANTOS, Kamylla Alexandre Leite dos |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/2445243904431423, BENACHOUR, Mohand, SANTOS, Valdemir Alexandre dos |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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