[pt] ANÁLISE TERMODINÂMICO DE TURBINA A GÁS: ESTUDO COMPARATIVO BASEADO EM DADOS EXPERIMENTAIS DA LITERATURA

[en] COMPARISON OF ENERGY AND EXERGETIC EFFICIENCIES OF A GAS TURBINE

[pt] MARIA LUIZA TEIXEIRA CALDAS

[pt] SIMULACAO

[pt] TERMODINAMICA

[pt] MATLAB

[pt] TURBINAS A GAS

[pt] COMBUSTAO

[en] SIMULATION

[en] THERMODYNAMICS

[en] MATLAB

[en] COMBUSTION

[pt] Com o avanço tecnológico na indústria, as turbinas a gás foram sendo desenvolvidas de diversas formas. Pode-se perceber a aplicação dessa turbomáquina em diversos ramos, como na geração de energia elétrica, na indústria aeronáutica, na engenharia naval, dentre outras. Porém, não encontra-se na literatura um trabalho que compare em uma mesma base de hipóteses para a câmara de combustão diferentes turbinas a gás, em termos de análise termodinâmica (energética e exergética). A partir de dados da literatura, será elaborado um banco de dados com propriedades termodinâmicas utilizadas, como temperatura e pressão, e as hipóteses adotadas. Com isso, através do software MATLAB, será desenvolvido um modelo termodinâmico para realizar a análise energética e exergética de uma turbina a gás. Em particular, será considerado o impacto do modelo de combustão: um modelo simplificado considerando a combustão como completa e um modelo mais elaborado considerando a combustão incompleta e usando a minimização da energia livre de Gibbs para definir a composição do gás de exaustão. A simulação ocorreu conforme o esperado, porém foi analisado que é necessário ser preciso na escolha do cp, elemento fundamental para atingir um melhor resultado. Além disso, o refino do modelo de combustão usando a minimização da energia livre de Gibbs com o conjunto de hipóteses assumido não permitiu melhorar a representação dos produtos de combustão.

[en] With the thechnological advances of the industry, gas turbines were being developed in different ways. The application of this turbomachinery can be seen in various fields, such as electricity generation, aeronautical industry, naval engineering, among others. However, there is no study in the literature that compares different gas turbines on the same basis, in terms of thermodynamic analysis (energetic and exergetic). From literature data, a database with hypotheses and thermodynamic properties, such as temperature and pressure, will be created. Thus, through MATLAB software, a thermodynamic model will be developed to perform the energy and exergetic analysis of a gas turbine. In particular, the impact of the combustion model will be considered: a simplified model considering combustion as complete and a more elaborate model considering incomplete combustion using Gibbs free energy minimization to define exhaust gas composition. The simulation took place as expected, but it was analyzed that it is necessary to be precise when choosing the cp, a fundamental element to achieve a better result. Furthermore, the refinement of the combustion model using Gibbs free energy minimization with the assumed set of hypotheses did not improve the representation of the combustion products.

FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE

2021-08-12

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.54180