Modelagem e otimização termoeconômica de superestruturas de ciclos kalina para aproveitamento do calor rejeitado em usinas termelétricas com motores de combustão interna

dc.contributor.advisor-co1Donatelli, João Luiz Marcon
dc.contributor.advisor1Santos, José Joaquim Conceição Soares
dc.contributor.authorSchiaffino, Manuel Ernesto Dionisio
dc.contributor.referee1Arrieta, Felipe Raúl Ponce
dc.contributor.referee2Lourenço, Atílio Barbosa
dc.date.accessioned2018-12-20T13:40:03Z
dc.date.available2018-12-20
dc.date.available2018-12-20T13:40:03Z
dc.date.issued2018-08-31
dc.description.abstractIn this work, the modeling and optimization is performed using the Engineering Equation Solver (EES) software to harness the heat from two thermal rejects, cooling water and exhaust gas, from internal combustion engines (MCI) of a thermoelectric plant using Kalina cycles, with a Kalina superstructure integrated into the thermoelectric plant which takes into account the consumption of the radiators, the cooling tower and the back pressureeffect. Themodelinginvolvesseveral basic alternatives capable of producing, individually or in association, electric energy and counts with ahighcycle taking advantage of the exhaust gases and another lowcycle taking advantage of the engine cooling water. The optimization performed is parametric and structural, with the objective of maximizing profit, and selecting which cycle produces power withlower cost.Thermodynamic and economic modeling are performed for this work, which considerfourteen decision variables to meet the high and low cycles. The main contribution is to determine the best configuration based on the thermoeconomic optimization,aiming to increase the power generation of the Viana UTE without the need for additional fuel use. The results showed that in the optimum condition it is possible to obtain an increase of about 7.5% of the power generated by the thermoelectric plant.eng
dc.description.resumoNeste trabalho, é realizada a modelagem e otimização utilizando o software EES (Engineering Equation Solver) para aproveitar o calor proveniente de dois rejeitos térmicos: água de resfriamento e gás de exaustão, dos motores de combustão interna (MCI) de uma termelétrica. A modelagem contempla várias alternativas básicas capazes de produzir, individualmente ou em associação, energia elétrica e conta com um ciclo de alta aproveitando os gases da exaustão e outro ciclo de baixa aproveitando a água de resfriamento do motor. A otimização realizada é paramétrica e estrutural, com o objetivo de maximizar o lucro, e selecionar qual ciclo produz potência com menor custo. São realizadas modelagens termodinâmica e econômica para este trabalho, que levam em conta catorze variáveis de decisão para atender os ciclos de alta e de baixa. A principal contribuição é determinar a melhor configuração com base na otimização termoeconômica, visando aumentar a geração de potência da UTE Viana, sem que seja necessário o uso adicional de combustível. Os resultados mostraram que na condição ótima é possível obter um aumento em torno de 7,5% da potência gerada pela termelétrica.
dc.formatText
dc.identifier.citationSCHIAFFINO, Manuel Ernesto Dionisio. Modelagem e otimização termoeconômica de superestruturas de ciclos kalina para aproveitamento do calor rejeitado em usinas termelétricas com motores de combustão interna. 2018. 112 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2018.
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/10719
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectKalina cycleeng
dc.subjectThermoeconomic optimizationeng
dc.subjectSuperstructureeng
dc.subjectDiesel engineseng
dc.subjectWaste heat recoveryeng
dc.subjectMotor de combustão internapor
dc.subjectRecuperação de calor residualpor
dc.subject.br-rjbnTermodinâmica - Ciclos
dc.subject.br-rjbnTermoeconomia - Otimização estrutural
dc.subject.br-rjbnSuperestrutura como material
dc.subject.br-rjbnMotores de combustão interna
dc.subject.br-rjbnCalor residual - Recuperação do calor
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.subject.udc621
dc.titleModelagem e otimização termoeconômica de superestruturas de ciclos kalina para aproveitamento do calor rejeitado em usinas termelétricas com motores de combustão interna
dc.title.alternativeModeling and thermoeconomic optimization of kalina cycle superstructures for waste heat recovery in thermoelectric power plants with internal combustion engines
dc.typemasterThesis

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