Simulador em regime transiente de alguns equipamentos de um ciclo de Rankine regenerativo

Este trabalho apresenta um modelamento computacional dos diversos componentes de um ciclo de Rankine regenerativo em operação transiente, utilizando as leis fundamentais de balanço de massa e energia, além de algumas equações constitutivas. O cálculo das propriedades termodinâmicas foi realizado através de rotinas desenvolvidas no Grupo de Estudos Térmicos e Energéticos (GESTE) da UFRGS. Os componentes com comportamento inercial são o condensador e o tanque de água de alimentação. Os demais respondem instantaneamente. O método de solução das equações algébricas é seqüencial e o avanço no tempo é totalmente implícito. Primeiramente o sistema é colocado em regime permanente, a partir do qual é introduzida uma mudança de carga na turbina em um determinado intervalo de tempo. Algumas variáveis prescritas foram obtidas a partir de dados reais de uma usina termelétrica. A partir desse modelamento foi possível investigar o comportamento dinâmico do condensador e do tanque de alimentação e de que maneira estes efeitos eram percebidos pelos demais componentes. Os resultados obtidos demonstram que ambos possuem um comportamento dinâmico, sendo que o condensador apresenta uma constante de tempo menor que o tanque de alimentação. O condensador, por rejeitar o calor necessário, acaba por perceber rapidamente as oscilações introduzidas no ciclo Além disto é apresentado um método para determinação de coeficientes globais de troca térmica em condensadores e regeneradores. Os resultados obtidos neste trabalho foram utilizados na modelagem desses componentes durante a construção de um simulador em regime permanente da UTE Presidente Médici - Fase B. Também foi realizada uma pesquisa sobre os diversos programas simuladores de plantas de potência, assim como uma discussão das vantagens introduzidas por simuladores dinâmicos e em regime permanente nas decisões de engenharia.

Análise de sensibilidade aplicada a uma planta térmica de geração de potência

Este trabalho tem o objetivo de realizar uma análise de sensibilidade dos parâmetros operacionais e de projeto de uma usina termelétrica. A análise de sensibilidade serve para indicar qual a importância dessas grandezas no resultado do sistema. A planta modelada é a da Usina Termelétrica Presidente Médici – Fase B, localizada em Candiota, RS, onde cada módulo é capaz de produzir até 160 MW de potência. Para esta planta é apresentado o equacionamento de cada componente do sistema. Destacam-se duas modelagens para a turbina a vapor, usadas para a simulação de seu comportamento em carga parcial, o da Elipse de Stodola e o de Schegliáiev. Ambos os modelos são comparados. Também são apresentados os modos de controle de carga por válvula de estrangulamento, por válvula de bocais e por pressão deslizante. A análise de sensibilidade é feita por meio de três métodos distintos, cujos resultados são comparados. O Método Diferencial utiliza as derivadas parciais para estimar a sensibilidade. O Método de Monte Carlo realiza uma série de avaliações do sistema, com os dados de entrada gerados randomicamente em cada avaliação e análise estatística dos resultados para avaliar a sensibilidade das respostas. É desenvolvido neste trabalho o Método da Transformada de Fourier, que gera os dados de forma senoidal e utiliza a transformada de Fourier para medir as sensibilidades. A medida da sensibilidade é feita através de dois índices. O índice de importância é a derivada parcial de um resultado em relação a um parâmetro, adimensionalizado pelas médias das variáveis, e o índice de sensibilidade é a composição fracional da variância de um resultado. Como conclusão, observa-se que os modelos para operação em carga parcial da turbina de Schegliáiev e de Stodola produzem praticamente os mesmos resultados. Os três métodos de análise de sensibilidade conduzem aos mesmos índices de sensibilidade no caso estudado. A ordenação da importância dos parâmetros estudados é idêntica quando se usa tanto o índice de importância quanto o de sensibilidade, mesmo seus valores sejam diferentes para cada parâmetros.

Análise energética e exergética de plantas de co-geração

O presente trabalho apresenta uma comparação das eficiências energética e exergética de três alternativas diferentes de montagem de sistemas de co-geração de energia que empregam o gás natural como combustível. O caso estudado é uma situação real de um curtume que utiliza lenha como combustível para geração de sua energia térmica e compra energia elétrica da distribuidora. A primeira alternativa é composta por um motor de combustão interna a ciclo Otto, a segunda emprega uma turbina a gás a ciclo Brayton e a terceira usa um gerador de vapor superaquecido juntamente com uma turbina a vapor em contrapressão. Para simulação das plantas é utilizado um software comercial que foi alterado, ficando capacitado para calcular exergias físicas e químicas de plantas de utilidades, cálculos exergoeconômicos, tais como taxas de custo das correntes e eixos, e também de determinar para cada equipamento os valores das variáveis usadas para a avaliação e o melhoramento do desempenho de plantas. Após as modificações o programa foi testado resolvendo um problema conhecido e cuja solução encontrada foi comparada com o da bibliografia. Foram obtidos resultados muito próximos ao padrão usado para comparação, os desvios encontrados são desprezíveis para os objetivos deste trabalho. A planta com melhor eficiência energética e exergética é aquela com motor ciclo Otto, seguida pela montagem que emprega a turbina a gás e finalmente, o conjunto gerador de vapor e turbina a vapor. São calculados os custos de insumos: investimentos necessários para construção das plantas, os custos de operação e manutenção e os custos com combustível. A partir destes valores são resolvidos os sistemas de equações para determinar as taxas de custos das correntes e eixos. Para as três plantas as variáveis de decisão são modificadas buscando aumentar a eficiência exergética e diminuir os custos dos produtos de co-geração. A metodologia para avaliação e melhoramento do desempenho das plantas é empregada e observa-se que é na terceira configuração é onde as modificações tiveram maior impacto, seguida pela primeira planta e por último a segunda alternativa.

Ciclos termodinâmicos

Apresenta duas grandes áreas de aplicação da termodinâmica: refrigeração e geração de potência. Cita como funcionam máquinas térmicas de combustão externa e interna. Relembra o ciclo de Carnot, eficiente para transformar calor em trabalho e apresenta o ciclo de Rankine, que se aproxima do ciclo de Carnot, porém suas turbinas são projetadas com a umidade formada na expansão do vapor saturado sendo removida no processo, evitando erosões. Apresenta o ciclo de Rankine com aquecimento, que se aproxima mais ao ciclo de Carnot. Apresenta o ciclo de refrigeração de Rankine, com a expressão de cálculo de coeficiente de desempenho. Apresenta dispositivos a gás de um único passe, como motor de gasolina ideal, funcionando como o ciclo Otto. Apresenta o ciclo Diesel, de motor diesel ideal, comparando com o ciclo Otto. Apresenta a turbina a gás, ciclo de Brayton ou Joule.

Teoria de carteiras e a alocação de parques eólicos offshore

The consumption of energy on the planet is currently based on fossil fuels. They are responsible for adverse effects on the environment. Renewables propose solutions for this scenario, but must face issues related to the capacity of the power supply. Wind energy offshore emerging as a promising alternative. The speed and stability are greater winds over oceans, but the variability of these may cause inconvenience to the generation of electric power fluctuations. To reduce this, a combination of wind farms geographically distributed was proposed. The greater the distance between them, the lower the correlation between the wind velocity, increasing the likelihood that together achieve more stable power system with less fluctuations in power generation. The efficient use of production capacity of the wind park however, depends on their distribution in marine environments. The objective of this research was to analyze the optimal allocation of wind farms offshore on the east coast of the U.S. by Modern Portfolio Theory. The Modern Portfolio Theory was used so that the process of building portfolios of wind energy offshore contemplate the particularity of intermittency of wind, through calculations of return and risk of the production of wind farms. The research was conducted with 25.934 observations of energy produced by wind farms 11 hypothetical offshore, from the installation of 01 simulated ocean turbine with a capacity of 5 MW. The data show hourly time resolution and covers the period between January 1, 1998 until December 31, 2002. Through the Matlab R software, six were calculated minimum variance portfolios, each for a period of time distinct. Given the inequality of the variability of wind over time, set up four strategies rebalancing to evaluate the performance of the related portfolios, which enabled us to identify the most beneficial to the stability of the wind energy production offshore. The results showed that the production of wind energy for 1998, 1999, 2000 and 2001 should be considered by the portfolio weights calculated for the same periods, respectively. Energy data for 2002 should use the weights derived from the portfolio calculated in the previous time period. Finally, the production of wind energy in the period 1998-2002 should also be weighted by 1/11. It follows therefore that the portfolios found failed to show reduced levels of variability when compared to the individual production of wind farms hypothetical offshore

Aplicações da tomografia de ressonância magnética nuclear como método não-destrutivo para avaliar os efeitos de injúrias mecânicas em goiabas 'Paluma' e 'Pedro Sato'

Objetivou-se determinar o potencial do uso da tomografia de ressonância magnética, como método não-destrutivo, para avaliar os efeitos das injúrias mecânicas em goiabas. Foram utilizados frutos no estádio de maturação de vez das cultivares Paluma e Pedro Sato. Na injúria por impacto, os frutos foram deixados cair, em queda livre, de uma altura de 1,20 m, sofrendo dois impactos, em lados opostos de sua porção equatorial. Na injúria por compressão, os frutos foram submetidos a um peso de 29,4 N, por 15 minutos. Para a injúria por corte, foram efetuados dois cortes, no sentido longitudinal dos frutos, de exatamente 30 mm de comprimento por 2 mm de profundidade. Os frutos injuriados foram armazenados sob condições de ambiente (22 ± 2 °C e 40 %UR). Foram realizadas análises com tomógrafo de ressonância magnética Varian Inova de 2 Tesla. As imagens foram obtidas a partir da detecção dos prótons de hidrogênio (¹H). Para cada fruto, foram obtidos tomogramas simétricos a partir do centro do fruto. A tomografia de ressonância magnética nuclear mostrou-se uma ferramenta eficaz na detecção de injúrias internas de frutos. O estresse físico causado pelo impacto produziu um colapso interno nos lóculos desses frutos (internal bruising), levando à perda da integridade celular e a conseqüente liquefação dos tecidos placentários. A cultivar Pedro Sato mostrou uma suscetibilidade maior à injúria por impacto que a 'Paluma'. A injúria por compressão tornou-se mais evidente no pericarpo externo do fruto, de ambas as cultivares. A injúria por corte levou a lignificação dos tecidos no local injuriado e deformações superficiais devido à perda acentuada de matéria fresca no local da lesão, evidentes no sexto dia de avaliação.

Software inteligente embarcado aplicado à correção de erro na medição de vazão em gás natural

This study developed software rotines, in a system made basically from a processor board producer of signs and supervisory, wich main function was correcting the information measured by a turbine gas meter. This correction is based on the use of an intelligent algorithm formed by an artificial neural net. The rotines were implemented in the habitat of the supervisory as well as in the habitat of the DSP and have three main itens: processing, communication and supervision

Uma metodologia para redução de incertezas em sistema de medição de vazão de óleo e gás

The objective of this research is to discuss about the need for implementation of new alternatives for the implementation on the metrological control: on the findings of initial and subsequent measurements, the control procedures of measurement uncertainty applied in assessing the loss or remains found in handling operations of bulk liquids, when used turbine meters used in measuring the tax on the business of Petrobras, due to the current environment of legal metrology and scientific, both domestic and international. We aim, with these alternatives: standardizing the minimization of random and systematic errors, the estimate of the remaining errors, as well as the management control of metrological calibration procedures, control of measurement uncertainty, and contribute to the change in the form of performance of legal metrology and scientific disseminating new information to change management of metrological control, objectively focused on aspects of supervision in implementing these activities in the control of the uncertainties of measurement used in our processes in the fiscal measurement system Petrobras. Results are presented, information and comments on the influence of measurement uncertainty in the current results of the fiscal and transfer of custody. This will emphasize the need, among other things, improvement and expansion of metrological control monitored by setting a better meet demand, calibration equipment and measuring instruments for Petrobras. Finally, we intend to establish the need for improving the method of evaluation of the data meter applied to the current management control of measurement uncertainty by proposing a methodology for addressing the problem, as well as highlighting the expected results.

Modelagem de usinas eólicas através de um processo de Markov e técnicas de confiabilidade para a estimativa anual da energia produzida

This study aims to use a computational model that considers the statistical characteristics of the wind and the reliability characteristics of a wind turbine, such as failure rates and repair, representing the wind farm by a Markov process to determine the estimated annual energy generated, and compare it with a real case. This model can also be used in reliability studies, and provides some performance indicators that will help in analyzing the feasibility of setting up a wind farm, once the power curve is known and the availability of wind speed measurements. To validate this model, simulations were done using the database of the wind farm of Macau PETROBRAS. The results were very close to the real, thereby confirming that the model successfully reproduced the behavior of all components involved. Finally, a comparison was made of the results presented by this model, with the result of estimated annual energy considering the modeling of the distribution wind by a statistical distribution of Weibull

Síntese, caracterização de ferritas espinélio com propriedades magnéticas e absorvedoras de microondas

Were synthesized spinel-type ferrites with general formula Ni0,8Mg0.2-xMxFe2O4, where M represents the doping Mn, Co or Mn + Co simultaneously, x ranges for the values 0.02, 0.05 and 0.1. The value of x was divided by 2 in cases where M equals Mn and Co conjugates. We used the citrate precursor method and heat treatment to obtain the phases at 1100°C. The materials were characterized by XRD, TGA/ DTGA, SEM, MAV and reflectivity measurements by the method of waveguide. Powders to 350°C/3.5 h were crystalline and nanosized. According to the results this temperature all powders have a percentage of ferrite phase over 90%. The composition had the addition of Mn and Co simultaneously showed a higher percentage of secondary phase NiO, 5.8%. The TGA/DTGA curves indicate that this sample reached phase (s) crystalline (s) at lowest temperatures. The X-ray diffractograms of the samples calcined at 350°C and 1100°C were treated with the Rietveld refinament technique. The powders calcined at 1100 °C/3h in air show to be 100% except spinel phase composition with 0.02 doping. The micrographs show clusters of particles with sizes smaller than 1 μm in calcination temperature of 1100°C which agreed with the result of Rietveld refinement. In the compositions doped with Mn were higher values of magnetization (45.90 and 53.20 Am2/kg), which did not cause high microwave absorption. The theoretical calculation of magnetization (MT) was consistent with the results, considering that there was agreement between the increase of magnetization experimental and theoretical. It was observed that there was the interrelation of the final effect of absorption with the thickness of MARE, the composition of ferrimagnetic materials and in particular the specific values of frequency. The analysis shows that the reflectivity increases in the concentration of cobalt increased the frequency range and also for absorption 10.17 GHz and 84%, respectively. The best result of chemical homogeneity and the value of 2.96 x 10-2 tesla coercive field were crucial for high performance ferrite absorber with 0.1 cobalt. The Cobalt has high magnetocrystalline anisotropy, it is associated with an increased coercive field, Hc. Therefore, this property improves the results of reflectivity of spinel ferrites

Investigation of the H tau tau and Hbb coupling constants for a scalar (Pseudoscalar) higgs Boson at a future linear electron-positron collider

The possibility of setting constraints on the Couplings of a scalar (pseudoscalar) Higgs boson to the tau lepton and the b quark in the reactions e(+)e(-)-->v (v) over bar tau(+)tau(-) and e(+)e(-)-->v (v) over barb (b) over bar at a future linear electron-positron collider of total energy roots = 500 GeV is studied. The admixture of a new hypothetical pseudoscalar state of the Higgs boson in the Hf (f) over bar vertex is parametrized in the form (mf/v)(a+igamma(5)b). on the basis of an analysis of differential distributions for the processes under study, it is shown that data from the future linear collider TESLA will make it possible to constrain the parameters a and b as -0.32 less than or equal to Deltaa less than or equal to 0.24 and -0.73 less than or equal to b less than or equal to 0.73 in the case of the reaction e(+)e(-)-->v (v) over bar tau(+)tau(-) and as -0.026 less than or equal to Deltaa less than or equal to 0.027 and -0.23 less than or equal to b less than or equal to 0.23 in the case of the reaction e(+)e(-) --> v (v) over barb (b) over bar. It is emphasized that the contribution of the fusion Subprocess WW --> H in the channel involving an electron neutrino is of particular importance, since this contribution enhances the sensitivity of data to the parameters being analyzed. (C) 2004 MAIK Nauka/Inierperiodica.

Resonant production of scalar diquarks at the next generation electron-positron colliders

We investigate the potential of TESLA and JLC/NLC electron-positron linear collider designs to observe diquarks produced resonantly in processes involving hard photons.

Cauda equina syndrome after spinal tetracaine: Electromyographic evaluation-20 years follow-up

CAUDA equina syndrome (CES) has long been recognized as a rare complication of spinal anesthesia.(1) CES has been described after administration of spinal anesthetics with lidocaine(2) and bupivacaine.(3) In 1991,(4) CES was reported after continuous spinal anesthesia with 1% tetracaine. In 1980, at our university hospital, six adult female patients underwent perineal gynecologic surgery using a spinal anesthetic of 2 ml tetracaine, 1.2%, in 10% glucose. The concentration of the injected tetracaine was unknown by the anesthetists. In all cases, lumbar puncture was performed at the L3-L4 interspace with a disposable spinal needle while the patients were in the sitting position. CES was first diagnosed 72 h or later postoperatively; previous diagnosis was not possible because patients had an indwelling urethral catheter. The diagnosis of CES was confirmed in all patients. During the past year, after institutional approval and informed consent, clinical, magnetic resonance imaging, electromyographic examinations, and conduction studies were performed in three of the above patients. Examinations were not possible on the other three patients because one had recently died, another could not be located, and the third refused to participate. T1 and T2 magnetic resonance image readings were obtained with Gadolinium contrast from a 0.5 Tesla General Electric apparatus (General Electric, Tokyo, Japan). Bilateral sensory and motor conduction studies of the sciatic nerve branches were obtained using a two-channel Nihon-Kohden Neuropack 2 (Nihom-Kohden Corporation, Tokyo, Japan). Electromyography was performed in accordance with conventional techniques.(5,6)

CMS data processing workflows during an extended cosmic ray run

The CMS Collaboration conducted a month-long data taking exercise, the Cosmic Run At Four Tesla, during October-November 2008, with the goal of commissioning the experiment for extended operation. With all installed detector systems participating, CMS recorded 270 million cosmic ray events with the solenoid at a magnetic field strength of 3.8 T. This paper describes the data flow from the detector through the various online and offline computing systems, as well as the workflows used for recording the data, for aligning and calibrating the detector, and for analysis of the data. © 2010 IOP Publishing Ltd and SISSA.

Performance of CMS hadron calorimeter timing and synchronization using test beam, cosmic ray, and LHC beam data

This paper discusses the design and performance of the time measurement technique and of the synchronization systems of the CMS hadron calorimeter. Time measurement performance results are presented from test beam data taken in the years 2004 and 2006. For hadronic showers of energy greater than 100 GeV, the timing resolution is measured to be about 1.2 ns. Time synchronization and out-of-time background rejection results are presented from the Cosmic Run At Four Tesla and LHC beam runs taken in the Autumn of 2008. The inter-channel synchronization is measured to be within 2 ns. © 2010 IOP Publishing Ltd and SISSA.