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Title: Desenvolvimento de um motor stirling para o reaproveitamento da energia térmica da escória de aciaria elétrica.
Authors: Moura, Eduardo Hollanders de
metadata.dc.contributor.advisor: Assis, Paulo Santos
Keywords: Resíduos - escória
Motor de combustão externa - motor Stirling
Processo de produção - cogeração de energia
Issue Date: 2021
metadata.dc.contributor.referee: Assis, Paulo Santos
Leal, Elisângela Martins
Barros, José Eduardo Mautone
Murta, Jorge Luiz Brescia
Citation: MOURA, Eduardo Hollanders de. Desenvolvimento de um motor stirling para o reaproveitamento da energia térmica da escória de aciaria elétrica. 2021. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.
Abstract: Essa pesquisa mostra o desenvolvimento de um motor Stirling, tipo beta, para a otimização energética de uma planta siderúrgica com a cogeração da energia térmica presente na escória de aciaria elétrica. O propósito foi desenvolver um motor que impactasse minimamente o layout da planta, de pequeno porte e que tenha várias unidades em operação simultaneamente. Para isso, também foi proposto um tanque armazenador de energia térmica com material refratário, para manter constante a entrada de calor no sistema do motor e facilitar a utilização da energia gerada. Por ser um desenvolvimento teórico, a simulação matemática foi feita no ambiente Scilab, uma verificação pela análise de Schmidt no Matlab e a simulação dimensional no SolidWorks. Adicionalmente, foi testado o desempenho do motor com alteração no volume morto, que não apresentou variação considerável, e na pressão, que afeta proporcionalmente o trabalho realizado pelo motor. Assim, essa pesquisa demonstra que é possível aumentar a eficiência energética dos processos metalúrgicos, fazendo o modelamento de um motor com 91,56W de potência e que representa uma economia de até 26.000GJ de energia por ano.
metadata.dc.description.abstracten: This research shows the development of a beta type Stirling engine for energy optimization of a steel plant with the cogeneration of the thermal energy present in the electric steelmaking slag. The purpose was to develop a small engine that would affect minimally the layout of the steel mill, and that could have several units in operation simultaneously. For this, it is proposed a thermal energy storage tank with refractory material to keep the heat input in the engine system and to facilitate the use of the generated energy. As it is a theoretical development, the mathematical simulation is performed in the Scilab environment, a verification by Schmidt's analysis in Matlab and the dimensional simulation in SolidWorks sofware. Additionally, the performance of the engine is tested with changes in the dead volume, which did not show considerable variation, and in the pressure, which affects proportionally the work output by the engine. Thus, this work demonstrates that there are ways to increase the energy efficiency of metallurgical processes, modelling an engine with 91,6W of power and represents an economy of 26,000GJ of energy per year.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/13454
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 24/06/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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