Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Alves, André Felipe Alves
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UFPB
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/8980
Resumo: Seeking to meet the electricity demand in Brazil, power plants, industries and businesses showed an increase in consumption of natural gas by 17.5% between 2013 and 2014 (RESENHA ENERGÉTICA BRASILEIRA, 2015). Most of these facilities use generators for electricity through natural gas. Such groups are formed generally by a Diesel engine coupled to an electric generator. The engines of these groups may be classified as aspirated or turbocharged. It is known, moreover, that the gaseous emissions generated by the Diesel engine, make replaced by clean fuels such as natural gas, an attractive alternative. Converstion of Diesel engines for the Otto cycle, may be an option for generating electricity from natural gas, mainly because it is a low cost compared to the price of gas gensets technology. However, in turbocharged engines converted to natural gas, are identified during operations, temperatures higher than those allowed in the turbine, limiting thus the possibility of reaching the rated power of these motors. The use, however, a heat exchanger gives rise to a Diesel engine converted to Otto cycle work without restriction in all its power domain. This paper examines the issues related to the choice of a heat exchanger, construction, installation and the results of its operation in a motor Perkins turbocharged converted to Otto cycle for natural gas. In performance tests, we used a hydraulic dynamometer, with a maximum of 500 hp capacity. All tests were performed with the rotation set at 1800 RPM, for all powers of labor, including the original maximum power that had diesel, stand-by time of 153 cv (112.4 kW). The maximum thermal efficieny of the engine was 39.1 % for 153 cv power. The NOx and CO levels, were, respectively, 348 ppm and 3.48 % when the engine is operated at power of 153 cv. The effectiveness of the introduced heat exchanger ranged between 33 and 33.7 %.
id UFPB_fa09c391efdbbcb52a35b89193a872a8
oai_identifier_str oai:repositorio.ufpb.br:tede/8980
network_acronym_str UFPB
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository_id_str
spelling Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás naturalMotor Perkins OttolizadoPotênciaTrocador de CalorTurbinaGás NaturalMotor Perkins converted to Otto cyclePowerHeat ExchangerTurbineNatural GasENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICASeeking to meet the electricity demand in Brazil, power plants, industries and businesses showed an increase in consumption of natural gas by 17.5% between 2013 and 2014 (RESENHA ENERGÉTICA BRASILEIRA, 2015). Most of these facilities use generators for electricity through natural gas. Such groups are formed generally by a Diesel engine coupled to an electric generator. The engines of these groups may be classified as aspirated or turbocharged. It is known, moreover, that the gaseous emissions generated by the Diesel engine, make replaced by clean fuels such as natural gas, an attractive alternative. Converstion of Diesel engines for the Otto cycle, may be an option for generating electricity from natural gas, mainly because it is a low cost compared to the price of gas gensets technology. However, in turbocharged engines converted to natural gas, are identified during operations, temperatures higher than those allowed in the turbine, limiting thus the possibility of reaching the rated power of these motors. The use, however, a heat exchanger gives rise to a Diesel engine converted to Otto cycle work without restriction in all its power domain. This paper examines the issues related to the choice of a heat exchanger, construction, installation and the results of its operation in a motor Perkins turbocharged converted to Otto cycle for natural gas. In performance tests, we used a hydraulic dynamometer, with a maximum of 500 hp capacity. All tests were performed with the rotation set at 1800 RPM, for all powers of labor, including the original maximum power that had diesel, stand-by time of 153 cv (112.4 kW). The maximum thermal efficieny of the engine was 39.1 % for 153 cv power. The NOx and CO levels, were, respectively, 348 ppm and 3.48 % when the engine is operated at power of 153 cv. The effectiveness of the introduced heat exchanger ranged between 33 and 33.7 %.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESBuscando suprir a demanda de energia elétrica no Brasil, as termelétricas, indústrias e estabelecimentos comerciais apresentaram um aumento no consumo de gás natural de 17,5% entre 2013 e 2014 (RESENHA ENERGÉTICA BRASILEIRA, 2015). A maioria dessas instalações utilizam grupos geradores para obter energia elétrica. Tais grupos são formados, geralmente, por um motor Diesel acoplado a um gerador elétrico. Os motores desses grupos, podem ser classificados como aspirados ou turboalimentados. Sabe-se, por outro lado, que os níveis de emissões gasosas geradas pela combustão do diesel, torna sua substituição por combustíveis não poluentes, como o gás natural, uma alternativa atrativa. A conversão dos motores Diesel para o ciclo Otto (Ottolização), pode ser uma opção para a geração de energia elétrica a partir do gás natural, sobretudo, por ser uma tecnologia de baixo custo frente aos preços dos grupos geradores a gás. No entanto, nos motores turboalimentados convertidos para gás natural, são identificadas, durante suas operações, temperaturas superiores àquelas permitidas na turbina, limitando, desta forma, a possibilidade de se chegar às potências nominais desses motores. O uso, todavia, de um trocador de calor dá margem para que um motor Diesel ottolizado funcione, sem restrições, em todo seu domínio de potência. Este trabalho examina os aspectos relacionados à escolha de um trocador de calor, sua construção, instalação e os resultados de seu funcionamento em um motor Perkins turboalimentado Ottolizado para gás natural. Nos testes de desempenho, utilizou-se um dinamômetro hidráulico, com capacidade máxima de 500 cv. Todos os ensaios foram feitos com a rotação fixada em 1800 RPM, para todas as potências de trabalho, inclusive a potência máxima original que se tinha com diesel, em stand-by, de 153 cv (112,4 kW). O máximo rendimento térmico do motor foi de 39,1 % para a potência de 153 cv. Os níveis de NOx e de CO, ficaram, respectivamente, em 348 ppm e 3,48 % quando o motor operava na potência de 153 cv. A efetividade do trocador de calor introduzido variou de 33 a 33,7 %.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBJaguaribe , Emerson de Freitashttp://lattes.cnpq.br/1453322235984692Alves, André Felipe Alves2017-06-05T13:09:41Z2018-07-21T00:04:07Z2018-07-21T00:04:07Z2016-02-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfALVES, André Filipe Mendes. Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural. 2016. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)- Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2016.https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/8980porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2018-09-06T01:14:40Zoai:repositorio.ufpb.br:tede/8980Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:2018-09-06T01:14:40Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
dc.title.none.fl_str_mv Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural
title Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural
spellingShingle Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural
Alves, André Felipe Alves
Motor Perkins Ottolizado
Potência
Trocador de Calor
Turbina
Gás Natural
Motor Perkins converted to Otto cycle
Power
Heat Exchanger
Turbine
Natural Gas
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
title_short Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural
title_full Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural
title_fullStr Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural
title_full_unstemmed Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural
title_sort Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural
author Alves, André Felipe Alves
author_facet Alves, André Felipe Alves
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Jaguaribe , Emerson de Freitas
http://lattes.cnpq.br/1453322235984692
dc.contributor.author.fl_str_mv Alves, André Felipe Alves
dc.subject.por.fl_str_mv Motor Perkins Ottolizado
Potência
Trocador de Calor
Turbina
Gás Natural
Motor Perkins converted to Otto cycle
Power
Heat Exchanger
Turbine
Natural Gas
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
topic Motor Perkins Ottolizado
Potência
Trocador de Calor
Turbina
Gás Natural
Motor Perkins converted to Otto cycle
Power
Heat Exchanger
Turbine
Natural Gas
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
description Seeking to meet the electricity demand in Brazil, power plants, industries and businesses showed an increase in consumption of natural gas by 17.5% between 2013 and 2014 (RESENHA ENERGÉTICA BRASILEIRA, 2015). Most of these facilities use generators for electricity through natural gas. Such groups are formed generally by a Diesel engine coupled to an electric generator. The engines of these groups may be classified as aspirated or turbocharged. It is known, moreover, that the gaseous emissions generated by the Diesel engine, make replaced by clean fuels such as natural gas, an attractive alternative. Converstion of Diesel engines for the Otto cycle, may be an option for generating electricity from natural gas, mainly because it is a low cost compared to the price of gas gensets technology. However, in turbocharged engines converted to natural gas, are identified during operations, temperatures higher than those allowed in the turbine, limiting thus the possibility of reaching the rated power of these motors. The use, however, a heat exchanger gives rise to a Diesel engine converted to Otto cycle work without restriction in all its power domain. This paper examines the issues related to the choice of a heat exchanger, construction, installation and the results of its operation in a motor Perkins turbocharged converted to Otto cycle for natural gas. In performance tests, we used a hydraulic dynamometer, with a maximum of 500 hp capacity. All tests were performed with the rotation set at 1800 RPM, for all powers of labor, including the original maximum power that had diesel, stand-by time of 153 cv (112.4 kW). The maximum thermal efficieny of the engine was 39.1 % for 153 cv power. The NOx and CO levels, were, respectively, 348 ppm and 3.48 % when the engine is operated at power of 153 cv. The effectiveness of the introduced heat exchanger ranged between 33 and 33.7 %.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-02-17
2017-06-05T13:09:41Z
2018-07-21T00:04:07Z
2018-07-21T00:04:07Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv ALVES, André Filipe Mendes. Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural. 2016. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)- Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2016.
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/8980
identifier_str_mv ALVES, André Filipe Mendes. Influência do resfriamento da turbina no desempenho de um motor diesel turboalimentado ottolizado para gás natural. 2016. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)- Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2016.
url https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/8980
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UFPB
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UFPB
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
instname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron:UFPB
instname_str Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron_str UFPB
institution UFPB
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
repository.mail.fl_str_mv diretoria@ufpb.br|| bdtd@biblioteca.ufpb.br
_version_ 1831315262278729728