Aplicação do ciclo rankine orgânico alimentado termicamente pela queima da casca do arroz e resíduos de madeira

With the growing world energy demand mainly from developing countries like Brazil, Russia, India and China, the search for efficient sources of energy becomes a challenge for the coming years. Among the most widely used alternative sources, biomass is the one that grows in a more pronounced way. This study will assess the real possibility of having it as a heat source in an Organic Rankine Cycle, which employ heat transfer fluids as working fluids instead of water. From a regional data collection in agricultural production and their potential rice production and the resulting husk was defined as more appropriate. The availability of husks together with an amount of eucalyptus wood, provided by a company in the region on a monthly basis, were analyzed, and the low participation of the wood was discarded by the thermal contribution of little significance. Based on this, it was established the calorific value of fuel for thermodynamic calculations and the cycle to be used. It was then carried out the choice of working fluid from the literature and their availability in the library of software used for the simulations, the Engineering Equation Solver - ESS. The fluid most appropriate for the burning of biomass, Octamethyltrisiloxane (OMTS), was not included in the software and so the R227ea and R134a were selected. After the initial parameters modeling definition, as condensing temperature, efficiency and live steam conditions, the simulations were performed, and only the R227ea remained within the feasible thermodynamic and technological ranges. With this fluid the turbine power output was 265.7 [kW] for a scenario of 24 hours/day burning, 800.3 [kW] to biomass burning for 8 hours/day and 2134 [kW] for burning only 3 hours/day. The thermal efficiency of the cycle remained in the range of 6%, and for plants operating with the most... (Complete Abstract click eletronic access below)

Com a crescente demanda energética mundial, principalmente de países em desenvolvimento como Brasil, Rússia, Índia e China, a procura por outras fontes eficientes de energia passa a ser um desafio para os próximos anos. Dentre as fontes alternativas mais utilizadas, a que cresce de maneira mais acentuada é a biomassa. Este estudo avalia a real possibilidade de aplicação da mesma como fonte térmica em um Ciclo Rankine Orgânico, em que se empregam fluidos térmicos como fluidos de trabalho ao invés da água. A partir de um levantamento de dados regionais da produção agrícola e seus potenciais, o arroz e sua conseqüente produção de cascas foi definida como mais adequada. A disponibilidade das cascas, juntamente com a de madeira de eucalipto, disponibilizado por uma empresa da região mensalmente, foram analisadas e a baixa participação da madeira foi descartada pela contribuição térmica de pouca significância. Com isso estabeleceu-se o poder calorífico do combustível para os cálculos termodinâmicos e o ciclo a ser utilizado. Em seguida foi realizada a escolha do fluido de trabalho a partir de diversas literaturas e da disponibilidade do mesmo na biblioteca do software utilizado para as simulações, o Engineering Equation Solver – EES. O fluido mais adequado para a queima de biomassa, o Octamethyltrisiloxane (OMTS), não constava no software e por isso outros foram selecionados, o R227ea e R134a. Após definidos os parâmetros iniciais de modelagem como temperatura de condensação, rendimentos e condição do vapor vivo, foram realizadas as simulações, sendo que apenas o R227ea permaneceu dentro das faixas termodinâmicas e tecnológicas viáveis. Utilizando este fluido, a potência gerada na turbina foi de 265,7 [kW] para um cenário de queima de 24 horas, 800,3 [kW] para queima de biomassa durante 8 horas/dia e 2134 [kW]... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)