dc.contributor.advisor | Martins, Mario Eduardo Santos | |
dc.creator | Silva, Elivelton Cassio da | |
dc.date.accessioned | 2019-07-29T16:34:22Z | |
dc.date.available | 2019-07-29T16:34:22Z | |
dc.date.issued | 2019-05-08 | |
dc.date.submitted | 2019-05-08 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/17579 | |
dc.description.abstract | In 1712, Thomas Newcomen developed an atmospheric, low energy-efficient steam engine, which was enhanced by James Watt in 1769, which improved efficiency by separating the piston from the condenser engine. Currently, the most efficient engines are those that have expansion cycles in different cylinders, making the most of the expansive power of steam. The capacity of electricity generation depends on how it is designed, both geometrically and thermodynamically, and can provide power in the range of 75 kW to 5 MW, and the Rankine cycle is the most found in thermal power generation plants. This work aims to perform a thermodynamic analysis in a steam engine, and consequently to improve some mechanical components, making use of both traditional methods of calculations, as well as computerized simulations. The steam engine to be studied has a low thermal efficiency in addition to high vapor consumption, while not being able to maintain stable power at high speeds. After verifying the discrepancy between the calculation method using the P-V diagram and the simulation, an analysis of the current situation of the prototype by simulation is carried out, at the same time as some components are improved, aiming at increasing efficiency, the geometric and working limits of the engine. It was then obtained the reduction of steam consumption in approximately 17,4% and the efficiency increased by 43,9%. Even after the decrease in the exhaustion time in 18,5%, and due to the complexity in changing the time of admission, the consumption remained high, leading to change the nominal work rotation. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Acesso Aberto | por |
dc.subject | Motor a vapor | por |
dc.subject | Reprojeto | por |
dc.subject | Eficiência térmica | por |
dc.subject | Ciclo de Carnot | por |
dc.subject | Ciclo de Rankine | por |
dc.subject | Geração de eletricidade | por |
dc.subject | Potência | por |
dc.subject | Steam engine | eng |
dc.subject | Redesign | eng |
dc.subject | Thermal efficiency | eng |
dc.subject | Cycle of Carnot | eng |
dc.subject | Rankine cycle | eng |
dc.subject | Generation of electricity | eng |
dc.subject | Power | eng |
dc.title | Análise termodinâmica e reprojeto de um motor a vapor | por |
dc.title.alternative | Thermodynamic analysis and redesign of a steam engine | eng |
dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação | por |
dc.degree.local | Santa Maria, RS, Brasil | por |
dc.degree.graduation | Engenharia - Habilitação: Engenharia Mecânica | por |
dc.description.resumo | Em 1712, Thomas Newcomen desenvolveu um motor a vapor atmosférico, de reduzida eficiência energética, o qual foi aprimorado por James Watt em 1769, que melhorou a eficiência separando o pistão do motor do condensador. Atualmente, os motores mais eficientes são aqueles que apresentam ciclos de expansão em diferentes cilindros, aproveitando ao máximo o poder expansivo do vapor. A capacidade de geração de eletricidade depende de como é projetado, tanto geometricamente como termodinamicamente, podendo fornecer potência na faixa de 75 kW a 5 MW, sendo o ciclo de Rankine o mais encontrado em usinas de geração de energia térmica. Este trabalho tem como objetivo realizar uma análise termodinâmica em um motor a vapor, e consequentemente aprimorar alguns componentes mecânicos, fazendo o uso tanto de métodos tradicionais de cálculos, quanto de simulações computadorizadas. O motor a vapor a ser estudado possui uma baixa eficiência térmica, além de um alto consumo de vapor, ao mesmo tempo em que não consegue manter potência estável em altas rotações. Após a verificação da discrepância entre o método de cálculo utilizando o diagrama p-V e a simulação, realizou-se uma análise da situação atual do protótipo por simulação, ao mesmo tempo em que se aprimoraram alguns componentes, visando o aumento da eficiência, respeitando os limites geométricos e de trabalho do motor. Obteve-se então a redução do consumo de vapor em aproximadamente 17,4% e a eficiência aumentada em 43,9%. Mesmo após a diminuição do tempo de exaustão em 18,5%, e devido à complexidade em se alterar o tempo de admissão, o consumo permaneceu alto, levando a se alterar a rotação nominal de trabalho. | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |