Construção de diagramas de custos para PCH incorporando turbinas de mercado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento de critérios para seleção de adesivos utilizados na fabricação de pás de turbinas eólicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Investigação de estratégias de controle digital para regulação de velocidade e emulação da dinâmica de turbinas hidráulicas, com implementação e testes experimentais em uma micromáquina de 10 KVA

Devido não ser comum o estudo de sistemas de potência em plantas reais como usinas hidrelétricas por causa dos riscos e custos que envolvem sua operação, dá-se preferência pela realização computacional de modelos matemáticos desse tipo de planta na resolução de problemas, desenvolvimento de novas tecnologias e formação de recursos humanos. No entanto, modelos realizados computacionalmente não proveem a experiência, visual, auditiva e tátil que um modelo físico real pode oferecer. Portanto, neste trabalho, apresenta-se a descrição e a modelagem de um sistema de geração em escala reduzida de 10kVA, que é um sistema físico real, composto por um motor CC, um gerador síncrono e transformadores, chamado também de sistema micromáquina, o qual faz parte da infraestrutura do Laboratório de Engenharia Elétrica da UFPA. Para este sistema, por intermédio deste trabalho de mestrado e do trabalho de mestrado de Moraes (2011), foram desenvolvido subsistemas eletrônicos e computacionais de acionamento, automação e controle para operá-lo de forma segura resultando em uma excelente plataforma didática para dar suporte às pesquisas em dinâmica e controle de sistemas de potência, bem como o desenvolvimento de trabalhos acadêmicos e de ensino. Nesse mesmo contexto, é apresentada uma proposta de técnica de emulação de turbina hidráulica, tendo como base o controle de potência aplicado ao motor CC do sistema micromáquina. Tal técnica foi desenvolvida principalmente com o propósito de dar suporte ao estudo e desenvolvimento de técnicas de regulação de velocidade de turbinas hidráulicas. Consequentemente, também é apresenta uma proposta de um regulador de velocidade digital para turbinas hidráulicas baseado na estrutura canônica RST de controle digital, cujos parâmetros são projetados por duas técnicas de projeto estudadas neste trabalho: o método de alocação polinomial de polos e o projeto de compensadores por atraso de fase pelo método de resposta em frequência para sistemas discretos. Logo para comprovar a eficácia das ferramentas de hardware, software e teóricas desenvolvidas neste trabalho, resultados de experimentos realizados no sistema micromáquina são apresentados e analisados.

Código computacional para análise de sistemas de cogeração com turbinas a gás

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Aplicação do lean six sigma na linha de produção de turbinas industriais a vapor

This work evaluates the implementation of Lean Six Sigma into the Steam Turbine’s Blades Manufacturing Process, aiming to improve productivity, quality and operational efficiency. Therefore, several tools have been applied, such as VSM, Spaghetti Diagram, Ishikawa, Pareto, DMAIC, Benchmarking and Control Charts, seeking to propose process improvements, as well as Quality Indicators creation. It was obtained a significant waste reduction throughout the process, achieving a lead time reduction of 42% and 83,41% in transport. Also, were introduced the Lean Thinking concepts, such as pull production and Continuous material flow. At the same time, it was possible to calculate the process capability and the sigma level, evaluating and proposing some improvements

Viabilidade de turbinas eólicas de pequeno porte no Brasil

Facing a global scenario where oil is scarce and the emission of CO2 in the atmosphere is a world concern, the search for new methods of energy production becomes the focus of all countries. Based on these assumptions, the wind power gains highlight and happen to be the most exploited around the world, since this does not produce toxic waste, since it uses the wind, no raw material shortage and its cost and efficiency are increasingly attractive. Taking advantage of the geographical features of Brazil, coastal and territorial extension, this study aims to analyze the feasibility of using wind turbines widely used in Germany, one of the countries with the highest production of energy through wind, in Brazil. In order to increase the energy production without causing more environmental impacts, geographical analyses will be made, and to determine the features and costs of production of this type of energy generation, and at the end of this dissertation, will finish for one of the turbines, Montana, is it feasible to install, however due to the Government's little incentive return is not very expressive. With respect to the turbine Passaat, this is infeasible to install under current conditions

Comissionamento de turbinas hidráulicas: ensaios de faixa operativa, índex, test e rejeição de carga

With growing electricty demand, the importance of generation through hydropower, a renewable energy source, it’s of great importance. This demand derives from the country’s growth, as well as events that will occur in the coming years. The commission has a crucial role before the entry into operation of hydroelectric plant, sice, ensures a good operation of hydraulic and electrical systems, as well as the safety of the installation. This paper is a case study, commissioning in a PCH in especially the most important tests, such as range operation, índex tes and load rejection. In these trials we can get a Idea of the actual behavior of the unit, as well as future operation maneuvers, and evidence of real efficiency

Recuperação de turbinas hidráulicas danificadas por erosão cavitacional por soldagem com aço inoxidável/cobalto

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Comparação termométrica entre preparos cavitários realizados com turbinas de alta-rotação e laser de Er:YAG

The aim of this study was to compare temperature increases produced by a well-known equipment, the high-speed handpieces, with a relatively new instrument, the Er:YAG laser (350 mJ/10 Hz). Thirty-five bovine mandibular incisors, which were reduced to an enamel/dentin thickness of 2,5 mm, were used. Cavity preparation was done till a depth of 2, 5 mm. A thermocouple was placed to read the temperature inside of the pulp chamber. Analysis was performed in these groups: I - high-speed handpiece without water-cooling (n=10); II - high-speed handpiece with water-cooling (n=10); III - Er:YAG laser without water-cooling (n=5); IV- Er:YAG laser with water-cooling (n=10) Group III had only 5 teeth because it was impossible to properly make the cavity preparations by the laser equipment without water cooling. The temperature increases were recorded in a computer linked to the thermocouples and the data of the groups I, II and IV were submitted to Dunn's multiple comparison test (p<0,05). The medium temperature increases were: 11,64ºC for group I, 0,96ºC for group II, 40,86ºC for group III and 2,9°C for group IV. There were no statistical differences between groups lI and IV, and these were different from group I. The cavity preparations made by the high-speed and the laser equipment generated very similar heat increases under water-cooling. The water-cooling is essential to avoid aggressive temperature increases, both when using the high-speed and the laser equipment, and with laser it is especially necessary for ablation of enamel

Modelagem matemática para otimização de um potencial hidráulico utilizando turbinas Francis e Kaplan

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Desarrollo de un modelo para la caracterización termoeconómica de ciclos combinados de turbinas de gas y de vapor en condiciones de carga variable

En la actualidad, el interés por las plantas de potencia de ciclo combinado de gas y vapor ha experimentado un notable aumento debido a su alto rendimiento, bajo coste de generación y rápida construcción. El objetivo fundamental de la tesis es profundizar en el conocimiento de esta tecnología, insuficientemente conocida hasta el momento debido al gran número de grados de libertad que existen en el diseño de este tipo de instalaciones. El estudio se realizó en varias fases. La primera consistió en analizar y estudiar las distintas tecnologías que se pueden emplear en este tipo de centrales, algunas muy recientes o en fase de investigación, como las turbinas de gas de geometría variable, las turbinas de gas refrigeradas con agua o vapor del ciclo de vapor o las calderas de paso único que trabajan con agua en condiciones supercríticas. Posteriormente se elaboraron los modelos matemáticos que permiten la simulación termodinámica de cada uno de los componentes que integran las plantas, tanto en el punto de diseño como a cargas parciales. Al mismo tiempo, se desarrolló una metodología novedosa que permite resolver el sistema de ecuaciones que resulta de la simulación de cualquier configuración posible de ciclo combinado. De esa forma se puede conocer el comportamiento de cualquier planta en cualquier punto de funcionamiento. Por último se desarrolló un modelo de atribución de costes para este tipo de centrales. Con dicho modelo, los estudios se pueden realizar no sólo desde un punto de vista termodinámico sino también termoeconómico, con lo que se pueden encontrar soluciones de compromiso entre rendimiento y coste, asignar costes de producción, determinar curvas de oferta, beneficios económicos de la planta y delimitar el rango de potencias donde la planta es rentable. El programa informático, desarrollado en paralelo con los modelos de simulación, se ha empleado para obtener resultados de forma intensiva. El estudio de los resultados permite profundizar ampliamente en el conocimiento de la tecnología y, así, desarrollar una metodología de diseño de este tipo de plantas bajo un criterio termoeconómico. ABSTRACT The growing energy demand and the need of shrinking costs have led to the design of high efficiency and quick installation power plants. The success of combined cycle gas turbine power plants lies on their high efficiency, low cost and short construction lead time. The main objective of the work is to study in detail this technology, which is not thoroughly known owing to the great number of degrees of freedom that exist in the design of this kind of power plants. The study is divided into three parts. Firstly, the different technologies and components that could be used in any configuration of a combined cycle gas turbine power plant are studied. Some of them could be of recent technology, such as the variable inlet guide vane compressors, the H-technology for gas turbine cooling or the once-through heat recovery steam generators, used with water at supercritical conditions. Secondly, a mathematical model has been developed to simulate at full and part load the components of the power plant. At the same time, a new methodology is proposed in order to solve the equation system resulting for any possible power plant configuration. Therefore, any combined cycle gas turbine could be simulated at any part load condition. Finally a themoeconomic model is proposed. This model allows studying the power plant not only from a thermodynamic point of view but also from a thermoeconomic one. Likewise, it allows determining the generating costs or the cash flow, thus achieving a trade off between efficiency and cost. Likewise, the model calculates the part load range where the power plant is profitable. Once the thermodynamic and thermoeconomic models are developed, they are intensively used in order to gain knowledge in the combined cycle gas turbine technology and, in this way, to propose a methodology aimed at the design of this kind of power plants from a thermoeconomic point of view.

Evaluación de procesos de desgaste en turbinas aeronáuticas mediante espectrometría por disco rotativo(rde) y por contador de partículas láser(lnf)

En esta ponencia se realiza una revisión de diferentes metodologías para la evaluación de procesos de desgaste en turbinas aéreas derivadas. Mediante el análisis de las características del lubricante utilizado, a través de espectrometría de micropartículas y de la evaluación por contadores de partículas de tamaño superior a los 20 micrómetros, se pretende determinar procesos de desgaste y correlaciones entre diversos parámetros de funcionamiento de la turbina. Para ello se presentan las principales metodologías de análisis de aceite en uso, indicando la información que suministran, los ámbitos en los que su aplicación es pertinente, y se muestran los resultados de diferentes casos de aplicación correspondientes tanto a aeronaves de ala fija como de ala rotativa.