[pt] ANÁLISE TERMODINÂMICA (PRIMEIRA E SEGUNDA LEI) DE TURBINAS A GÁS PARA APLICAÇÃO OFFSHORE

[en] THERMODYNAMIC ANALYSIS (FIRST AND SECOND LAWS) OF GAS TURBINES FOR OFF-SHORE APPLICATIONS

[pt] FERNANDO BARROS ALCAIDE

[pt] ENERGIA

[pt] EXERGIA

[pt] AERODERIVADA

[pt] CICLO BRAYTON

[pt] TURBINA A GAS

[pt] EFICIENCIA

[en] ENERGY

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[en] BRAYTON CYCLE

[en] GAS TURBINE

[en] EFFICIENCY

[pt] A indústria do petróleo e gás corresponde a uma parcela considerável do PIB brasileiro e, portanto, pode ser considerada um dos pilares da economia do país. Como quase a totalidade deste recurso, ainda mais após a descoberta do pré-sal, se encontra em alto-mar ou em locais de difícil acesso, existe a necessidade de uma fonte de energia elétrica para a realização das atividades de exploração e produção do óleo. A solução mais comum encontrada para este problema é a geração de energia elétrica através de turbinas a gás. A turbina a gás é uma máquina térmica rotativa capaz de converter energia cinética e química em trabalho na forma de rotação de um eixo, que ao ser acoplado em um gerador, converte este trabalho em energia elétrica. Nem toda energia fornecida para a máquina, porém, é convertida em trabalho útil por conta de uma série de fatores (como: irreversibilidades nos processos termodinâmicos, perdas na forma de calor, má condição dos componentes da turbina, etc.). O presente trabalho busca modelar o ciclo termodinâmico real de uma turbina a gás, identificando os pontos de perda dessa energia para diferentes configurações de uma turbina a gás, assim como em operação com combustíveis variados e para diferentes cargas de operação. Os resultados obtidos foram confirmados com os dados experimentais para uma discrepância inferior a 0,05 por cento.

[en] The oil and gas industry accounts for a considerable portion of Brazil s GDP and can therefore be considered as one of the pillars of the country s econ-omy. As almost all of this resource, even more so after the discovery of the pre-salt, is in the deep seas or in places of difficult access, there is a need for a source of electric energy to execute the activities of exploration and production of the oil. The most common solution found for this problem is the electric power generation through a gas turbines. The gas turbine is a rotary thermal machine capable of converting kinetic and chemical energy into work in the form of rotation of an axis, which when coupled to a gener-ator, converts this work into electrical energy. Not all power supplied to the machine, however, is converted into useful work because of a number of factors (such as: irreversibility in thermodynamic processes, losses in form of heat, poor condition of turbine components, etc.). The present work seeks to model the actual thermodynamic cycle of a gas turbine, identifying the points of loss of that energy for different configurations of a gas turbine, as well as in operation with varied fuels and different GT loads. The results obtained were confirmed with the experimental data for a discrepancy of less than 0.05 percent.

FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE

CARLOS VALOIS MACIEL BRAGA

2018-02-28

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.33141