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Título: ANÁLISE TERMODINÂMICA APLICADA AO DESIGN DE TURBINAS A GÁS SOB DIFERENTES CONFIGURAÇÕES OPERACIONAIS
Autor: PEDRO ESTEVES GOMES
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE - ORIENTADOR
Nº do Conteudo: 68867
Catalogação:  19/12/2024 Liberação: 19/12/2024 Idioma(s):  PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo:  TEXTO Subtipo:  TRABALHO DE FIM DE CURSO
Natureza:  PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=68867&idi=1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=68867&idi=2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.68867

Resumo:
As turbinas a gás desempenham um papel crucial na geração de energia, impulsionando a busca por sistemas cada vez mais eficientes e que priorizem o uso de recursos renováveis para atender aos desafios ambientais e econômicos. A análise baseada na exergia se destaca como uma ferramenta eficaz para analisar o potencial de trabalho de máquinas térmicas, integrando a primeira e a segunda leis da termodinâmica. Este trabalho desenvolveu duas rotinas em MATLAB para uma análise exergética generalizada de turbinas: uma para análise de dados experimentais e outra para design considerando diferentes dados de entrada. Os resultados da comparaçao com dados da literatura apresentaram limitações devido às incertezas dos modelos de calores especificos, a queima completa de combustível e simplificação sobre a mistura ar combustível, afetando a precisão e acurácia da eficiência exergética calculada. Para o primeiro modelo, foi obtido uma eficiência exergética média de 86,4 por cento para os compressores, 93,6 por cento para as turbinas e 83 por cento para a câmara de combustão e um erro percentual médio de 3,8 por cento para os compressores, 4,02 por cento para as turbinas e 11,34 por cento para câmara de combustão. Para o segundo, foram encontrados 87,5 por cento para os compressores, 92,7 por cento para as turbinas e 82,6 por cento para a câmara de combustão e um erro percentual de 4,93 por cento para compressor, 6,99 por cento para as turbinas e 14,89 por cento para a câmara de combustão. Um caso de mistura de combustíveis (gás natural e hidrogênio) também foi avaliado para ver o comportamento do sistema ao mudar o percentual de cada combustível (passo de 20 por cento de H2) e ao injetar água. Notou-se um aumento da eficiência energética e exergética com a descarbonização do combustível. Ao introduzir um vazão de 0,7 kg/s de água no sistema, observou-se uma redução média na eficiência exergética de 0,37 por cento e na eficiência energética de 1,46 por cento mas, conseguimos também reduzir a temperatura do sistema em uma média de 28K, demonstrando que podemos controlar esse parâmetro operacional para não prejudicar o componente

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