Medidas e modelos de estimativa da radiação direta na incidência: Eduardo Nardini Gomes. -

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Simulação de ciclo combinado utilizando software comercial

In Brazil, The power generation has always depended on the rivers, in other words, there are moments that the power generation can vary, which can cause variations in energy supply and even blackout according to the level of water in the reservoirs of the hydroelectric plants. For this reason, many options has been studied, like our example, which is about a combined cycle power plant in Canas. The use of combined cycle is interesting from the point o view of energy, because its efficiency is between 50 and 60%, and from the point of view of environment, because it can burn natural gas, which is cleaner than coal, it reduces the emission of gases that influence on the greenhouse effect. This work aims to perform a technical analysis of a case study of a power plant proposed to be built in Canas by the AES/AES Tietê Group. For the analysis will be used the commercial software GateCycle 6.0.0 from GE, this software has the power of simulating power generation cycles (nuclear, combined, etc.). The energy department of UNESP has the license, which makes possible the academic use of this tool. Two combined cycles were simulated, one using one pressure level HRSG, and another one closer to the real power plant, which is a combined cycle with a three pressure level HRSG. The results were close to expected, for the combined cycle with one pressure HRSG the power was 513,9 MW and a efficiency of 53,27%, in the case with the three pressure level HRSG the power was 517,1 MW and a efficiency of 53,5%. We conclude that the software requires that the user must have the knowledge about the subjects involved in the use of GateCycle in problems resolutions

Study of thermal decomposition of ignition temperature of bagasse, coal and their blends

In Brazil, due to its availability, sugar cane bagasse has a high potential for power generation. The knowledge of ignition behavior, as well as the knowledge of the chemical kinetics, in of fuels combustion process is important features in boilers projects and in the stability of the combustion process control. The aim of this study is to investigate the thermal behavior of sugar cane bagasse, coal and their blends. The methodology proposed by Tognotti et al. (1985) was applied to determine the ignition temperature for all samples. Ignition temperatures were 256oC for neat bagasse and 427oC for neat coal, and 275oC for both blends (50-50% and 25-75%). The ModelFree Kinetics was applied to determine the apparent activation energy (Eα) of the thermal decomposition of sugar cane bagasse. For the two major events of mass loss of bagasse which correspond to the thermal decomposition of organic matter (mainly hemicellulose, cellulose and lignin), average values of Eα were obtained for both combustion and pyrolysis processes. In synthetic air atmosphere, the Eα were 170.8±26.3 kJ⋅mol-1 and 277.8±58.6 kJ⋅mol-1, while in nitrogen atmosphere, the Eα were 185.0 ± 11.4 kJ⋅mol-1 and 82.1±44.4 kJ⋅mol-1. The results obtained can be explained by synergistic effects when both bagasse and coal were blended, changing the fuel reactivity.

The calcium looping cycle study for capturing carbon dioxide applied to the energy generation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Analytical solution for transient one-dimensional couette flow considering constant and time-dependent pressure gradients

This paperaims to determine the velocity profile, in transient state, for a parallel incompressible flow known as Couette flow. The Navier-Stokes equations were applied upon this flow. Analytical solutions, based in Fourier series and integral transforms, were obtained for the one-dimensional transient Couette flow, taking into account constant and time-dependent pressure gradients acting on the fluid since the same instant when the plate starts it´s movement. Taking advantage of the orthogonality and superposition properties solutions were foundfor both considered cases. Considering a time-dependent pressure gradient, it was found a general solution for the Couette flow for a particular time function. It was found that the solution for a time-dependent pressure gradient includes the solutions for a zero pressure gradient and for a constant pressure gradient.

Analisys of thermal efficiency of a modified solar collector type evacuated tube

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulação numérica da convecção mista em cavidade preenchida com meio poroso heterogêneo e homogêneo

In this work is presented mixed convection heat transfer inside a lid-driven cavity heated from below and filled with heterogeneous and homogeneous porous medium. In the heterogeneous approach, the solid domain is represented by heat conductive equally spaced blocks; the fluid phase surrounds the blocks being limited by the cavity walls. The homogeneous or pore-continuum approach is characterized by the cavity porosity and permeability. Generalized mass, momentum and energy conservation equations are obtained in dimensionless form to represent both the continuum and the pore-continuum models. The numerical solution is obtained via the finite volume method. QUICK interpolation scheme is set for numerical treatment of the advection terms and SIMPLE algorithm is applied for pressure-velocity coupling. Aiming the laminar regime, the flow parameters are kept in the range of 102≤Re≤103 and 103≤Ra≤106 for both the heterogeneous and homogeneous approaches. In the tested configurations for the continuous model, 9, 16, 36, and 64 blocks are considered for each combination of Re and Ra being the microscopic porosity set as constant φ=0,64 . For the pore-continuum model the Darcy number (Da) is set according to the number of blocks in the heterogeneous cavity and the φ. Numerical results of the comparative study between the microscopic and macroscopic approaches are presented. As a result, average Nusselt number equations for the continuum and the pore continuum models as a function of Ra and Re are obtained.

Comparação da eficiência térmica de trocadores de calor no laboratório de sistemas térmicos da Faculdade de Engenharia

This work aims to verify and compare the efficiency of heat exchangers used in the thermal systems laboratory at Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá - UNESP. Basically, it has been studied two types of heat exchangers: plate type, operating in parallel flow and counter-flow, shell and tube type and also operating in parallel flow and counter flow. Initially it has been presented the didactic equipment and procedures for use of these heat exchangers in the proposed experiments. With the results obtained from the experiments, comparisons were made in order to define the behavior of the heat exchangers regarding some variables. In the study, one comes to the conclusion that the results from shell and tube type of heat exchanger, used in the thermal systems lab, are superior in all conditions analyzed

Modelagem matemática da transferência de calor numa placa plana sob o efeito de uma fonte pontual externa de radiação térmica.

Este trabalho apresenta uma modelagem matemática para o processo de aquecimento de um corpo exposto a uma fonte pontual de radiação térmica. O resultado original que permite a solução exata de uma equação diferencial parcial não linear a partir de uma seqüência de problemas lineares também é apresentado. Gráficos gerados com resultados obtidos pelo método de diferenças finitas ilustram a solução do problema proposto.

Simulação de problemas de transferência de calor em regime permanente com uma relação entre condutividade térmica e temperatura constante por partes.

Este trabalho estuda a transferência de calor por condução considerando a condutividade térmica como uma função constante por partes da temperatura. Esta relação, embora fisicamente mais realista que supor a condutividade térmica constante, permite obter uma forma explícita bem simples para a inversa da Transformada de Kirchhoff (empregada para tratar a não linearidade do problema). Como exemplo, apresenta-se uma solução exata para um problema com simetria esférica. Em seguida, propôe-se uma formulação variacional (com unicidade demonstrada) que introduz um funcional cuja minimização é equivalente à solução do problema na forma forte. Finalmente compara-se uma solução exata obtida pela inversa da Transformada de Kirchhoff com a solução obtida via formulação variacional.

Estudo de sistemas de protecção térmica húmidos sujeitos a condições de incêndio

O presente trabalho tem como principal objectivo o estudo e a interpretação dos mecanismos de transferência de calor e massa no interior de um meio poroso húmido actuando como barreira térmica de protecção em condições de incêndio, visando, sobretudo, melhorar o desempenho destes sistemas. A barreira térmica estudada é constituída por camadas de fibra de vidro, cuja face exposta à chama é protegida por uma folha de alumínio perfurada. A realização deste estudo envolveu a concepção, realização e operação de uma montagem experimental, com a qual se obteve a evolução temporal da temperatura e da taxa de evaporação de água no interior de uma amostra da barreira térmica, submetida à acção directa de uma chama. A análise do processo de protecção foi complementada com resultados obtidos por simulação numérica do processo, designadamente a evolução das propriedades térmicas, que determinam os mecanismos de transferência de calor e massa no interior da barreira. Para esse efeito foi desenvolvido um modelo matemático de simulação do processo de protecção para as barreiras em estudo, que permitiu obter resultados que acompanham bem as evoluções verificadas nos ensaios experimentais. A barreira térmica estudada mostrou claramente possuir um bom desempenho no processo de protecção, face às barreiras térmicas secas. Com a realização deste estudo identificaram-se e quantificaram-se os mecanismos de transferência de calor e massa dominantes nas diversas fases do processo de protecção, o que permitiu extrair conclusões valiosas quanto às características dos meios porosos que contribuem para o seu bom desempenho como barreiras térmicas húmidas.

Central de produção de energia eléctrica a partir de energia solar térmica

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Reabilitação térmica e acústica de edifícios antigos

Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações

Ventilação térmica "Féria" - tipo Shunt

As instalações de ventilação em estudo destinam-se a realizar o arejamento geral e permanente de habitações - pelo menos durante o período do ano em que a temperatura exterior obriga a manter as janelas fechadas - e a assegurar a evacuação de gases e fumos resultantes da combustão em aparelhos de aquecimento por queima (esquentadores e fogões (de uso corrente nas habitações)).

Estudo das variáveis de rugosidade, dureza e condutividade térmica aplicado à percepção tátil em design de produto

Este trabalho apresenta um estudo sobre a relação existente entre as variáveis de rugosidade, dureza e condutividade térmica de alguns materiais utilizados em design de produto e a percepção tátil. Inicialmente, foram realizadas pesquisas de descritores subjetivos que os usuários relacionavam com o ato de tocar. A partir destes resultados, foram identificadas características superficiais dos materiais que estavam ligadas a estes descritores. Foi possível então, desenvolver amostras em diferentes materiais (cerâmicos, poliméricos, metálicos e naturais), para serem testadas em ensaios diversos. Os primeiros testes realizados, permitiam a visualização das amostras. Posteriormente, foram realizados ensaios de forma que os entrevistados não podiam visualizar as amostras. Desta forma, somente a percepção tátil era testada sem influência dos demais órgãos dos sentidos. Nestes testes, os entrevistados verificavam entre as variáveis abordadas no trabalho (rugosidade, dureza e condutividade térmica), se haviam diferenças entre as amostras e ordenavam de maior à menor conforme o que era percebido. Com base nas respostas obtidas, e também nos valores atribuídos às amostras para as variáveis já relacionadas anteriormente, foi possível verificar limiares de percepção e também, a relação existente entre o que é percebido e os valores atribuídos às respectivas variáveis tecnológicas. Os resultados obtidos indicam que a percepção de diferentes texturas, foi mais facilmente detectada do que diferenças de condutividade térmica e principalmente de dureza. A preferência por texturas menos rugosas foi detectada em grande parte das respostas obtidas Da mesma forma, pode-se dizer que a temperatura ambiente de realização dos testes para condutividade térmica, teve influência direta nas respostas obtidas. Para os ensaios aplicados, não houve diferença grande entre respostas de adultos e de crianças e também entre crianças com deficiência visual e crianças sem deficiência. A investigação da percepção tátil, e posteriormente a relação que se pode fazer desta com algumas das propriedades dos materiais, contribui tanto na seleção de materiais para projeto de produtos, como para seleção de processos de fabricação. Sendo assim, este estudo pode servir como mais uma ferramenta no processo de criação, considerando assim os futuros usuários. Desta maneira, o vínculo entre o usuário e o produto torna-se mais forte, já que este atende às necessidades e também considera a percepção do usuário em relação aos materiais utilizados, podendo, inclusive, evitar um descarte rápido contribuindo para aumentar a sustentabilidade. Além disto, este estudo permite também que a produção nas indústrias de determinados segmentos (têxtil, brinquedos, utensílios, etc.) possa ser orientada de forma que considere limiares de percepção, evitando assim investimentos desnecessários em processos de produção que resultariam em mudanças que podem não ser percebidas pelos usuários. Em suma, os resultados obtidos neste estudo, podem ser utilizados em diversas áreas da Engenharia e do Design, agregando a estas uma ferramenta na orientação de projetos.