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Análise paramétrica e exergética de gerador de vapor alimentado pela incineração de resíduos sólidos urbanos
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/69205
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Vargas, José Viriato Coelho, 1958- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Balmant, Wellington, 1982- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | - |
| Autor(es): dc.creator | Souza, Daniel Mazzete | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2021-03-09T21:15:28Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2021-03-09T21:15:28Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-01-05 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-01-05 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2019 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://hdl.handle.net/1884/69205 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/69205 | - |
| Descrição: dc.description | Orientador: Prof. PhD. José Viriato Coelho Vargas | - |
| Descrição: dc.description | Coorientador: Dr. Wellington Balmant | - |
| Descrição: dc.description | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa : Curitiba, 10/07/2020 | - |
| Descrição: dc.description | Inclui referências: p. 99-101 | - |
| Descrição: dc.description | Área de concentração: Fenômenos de Transporte e Engenharia Térmica | - |
| Descrição: dc.description | Resumo: No cenário atual, o descarte do lixo é um dos maiores problemas enfrentados. A crescente ocupação territorial tem aumentado a geração desses resíduos além de limitar o espaço físico para sua destinação final. O impacto ambiental, resultado do mau gerenciamento do lixo, traduz-se na contaminação de solos, subsolos e cursos d'água, enchentes e erosões, grandes desgastes para a flora e fauna, além da poluição. A Recuperação Energética é hoje uma alternativa para a destinação dos resíduos sólidos urbanos (RSU). Dentre as tecnologias disponíveis, que aproveitam a energia calorífica contida nesses resíduos para uso como fonte de energia ou combustível, destaca-se a incineração. Diante do exposto, a presente dissertação traz como objetivo realizar a análise paramétrica e exergética do gerador de vapor alimentado pela incineração de resíduos sólidos urbanos (RSU) instalado nas dependências do NPDEAS. O modelo matemático combina os princípios da termodinâmica e da transferência de calor aplicados aos volumes de controle para cada componente do gerador de vapor (GV) e para uma turbina hipoteticamente instalada, bem como as reações de combustão, dada a composição química de uma amostra de RSU. Como resultado, foi obtido a área de troca térmica em cada trocador de calor, o comportamento paramétrico do sistema avaliado nos parâmetros de operação de maior impacto com vistas às eficiências de 1° e 2° Lei e à potência gerada na turbina, a configuração adequada em função dos parâmetros analisados a fim de se obter um sistema otimizado, bem como um extrato completo do sistema e um balancete da taxa de exergia. Os melhores resultados, extraídos de dois cenários, mostraram que um ajuste otimizado dos parâmetros de operação é capaz de aumentar a potência na turbina em cerca de 100%, o rendimento energético e exergético do GV em 16% e 51,88%, e o rendimento energético e exergético do sistema de potência em cerca de 84%. A folha de balancete de exergia mostra que somente 10% do aporte de energia é convertida em potência nessa instalação e que a exergia destruída pela combustão supera os 40%. A principal conclusão dessa dissertação é a capacidade do modelo matemático em simular e descrever fisicamente o sistema de incineração de RSU e geração de vapor assim como de cada um de seus componentes, podendo, portanto, prever seu comportamento frente a diversas condições de funcionamento, bem como identificar seus parâmetros de operação de maior impacto visando ao melhor uso de energias renováveis e maiores eficiências energéticas e exergéticas. Palavras-chave: Incineração de Resíduos Sólidos Urbanos. Combustão. Energia térmica. Exergia. | - |
| Descrição: dc.description | Abstract: ABSTRACT In the current scenario, waste disposal is one of the biggest problems faced. The growing territorial occupation has increased the generation of this waste, besides limiting the physical space for its final destination. The environmental impact, as a result of poor waste management, translates into soil, subsoil and waterway contamination, floods and erosion, great wear and tear for flora and fauna, in addition to pollution. The Energy Recovery is today an alternative for the destination of municipal solid waste (MSW). Among the available technologies, which take advantage of the calorific energy contained in these wastes for use as a source of energy or fuel, incineration stands out. In view of the above, this dissertation aims to perform parametric and exergetic analysis of the steam generator fed by the incineration of solid urban waste installed in the NPDEAS premises. The mathematical model combines the principles of thermodynamics and heat transfer applied to the control volumes for each component of the steam generator (GV) and for a hypothetically installed turbine, as well as the combustion reactions, given the chemical composition of a MSW sample. As a result, the heat exchange area in each heat exchanger was obtained, the parametric behaviour of the system evaluated in the highest impact operating parameters with a view to 1st and 2nd Law efficiencies and the power generated in the turbine, the appropriate configuration as a function of the analyzed parameters in order to obtain an optimized system, as well as a complete system extract and an energy rate balance. The best results, extracted from two scenarios, showed that an optimized adjustment of the operation parameters is able to increase the power in the turbine by about 100%, the energetic and exergetic efficiency of the GV by 16% and 51.88% and the energetic and exergetic efficiency of the power system by about 84%. The energy balance sheet shows that only 10% of the energy input is converted into power in this plant and that the energy destroyed by combustion exceeds 40%. The main conclusion of this dissertation is the ability of the mathematical model to physically simulate and describe the MSW incineration and steam generation system as well as each of its components, thus being able to predict its behavior under various operating conditions, as well as to identify its operating parameters of greater impact aiming at the best use of renewable energies and greater energy and exergetic efficiencies. Keywords: Incineration of Urban Solid Waste. Combustion. Thermal energy. Exergy | - |
| Formato: dc.format | 101 p. : il. (algumas color.). | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Incineração | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Energia | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Engenharia Mecânica | - |
| Título: dc.title | Análise paramétrica e exergética de gerador de vapor alimentado pela incineração de resíduos sólidos urbanos | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo | |
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