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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10319| Título: | Estudo da viabilidade da utilização do calor proveniente da reação de oxidação de cavacos de usinagem em um sistema de refrigeração tipo DAR |
| Autor(es): | Pereira Júnior, Fernando Cassias Osaki, Rafael Takahiro |
| Orientador(es): | Alegre, José Antonio Andrés Velásquez |
| Palavras-chave: | Usinagem Energia - Fontes alternativas Calor - Condução Machining Renewable energy sources Heat - Conduction |
| Data do documento: | 26-Abr-2013 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | PEREIRA JÚNIOR, Fernando Cassias; OSAKI, Rafael Takahiro. Estudo da viabilidade da utilização do calor proveniente da reação de oxidação de cavacos de usinagem em um sistema de refrigeração tipo DAR. 2013. 67 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013. |
| Resumo: | Atualmente com os altos níveis de poluição e a forte política de redução de custos presente nas empresas, aliadas à previsão de esgotamento das fontes de energia fósseis (não renováveis), como a gasolina, o gás natural, o óleo diesel e o carvão mineral, fomenta-se a busca e utilização de fontes renováveis de energia. Pode-se destacar a cogeração e o reaproveitamento energético nos ambientes fabris, através do uso de energias residuais provenientes de processos industriais para a utilização em um regenerador ou trocador de calor, por exemplo. Os processos mais comuns são as produções de eletricidade e energia térmica (calor ou frio) a partir do uso de gás natural ou de biomassa. Paralelamente a esta fase de mudança de pensamento, em uma empresa do ramo agrícola, localizada na cidade de Curitiba, foi levantado um desperdício energético que consistira no não aproveitamento do calor liberado pela reação química de oxidação de cavacos de usinagem, os quais são armazenados para posterior venda a uma indústria metalúrgica. Constatou-se que dentro de um período de 48 horas, a oxidação dos cavacos atingia picos de até 90ºC. Este trabalho de graduação procurou estudar a viabilidade da utilização do calor proveniente da reação de oxidação de cavacos de usinagem em um sistema de refrigeração tipo DAR (Diffusion Absorption Refrigerator). Sistema, este que possui a característica principal de requerer apenas uma fonte de calor para o seu funcionamento, não apresentando mecanismos ou partes móveis para a movimentação dos fluidos de trabalho (água, amônia e gás hidrogênio). Levantou-se a bibliografia existente, buscando o entendimento do funcionamento deste ciclo de refrigeração. Foram desenvolvidos volumes de controle convenientes para um sistema de refrigeração tipo DAR baseado em um modelo comercial com vazão de amônia aproximada em 100 g/h e alimentado por uma fonte térmica de temperatura constante (a reação de oxidação do ferro presente nos cavacos de usinagem). Deste modo determinaram-se equações dos balanços de massa e de energia para os volumes de controle implementando-as no software EES, para resolução de um sistema de equações para determinar o COP, a capacidade de refrigeração e o calor perdido no condensador. Os resultados demonstraram ser possível a utilização da fonte de calor disponível para produzir refrigeração. Como a carga de refrigeração obtida é relativamente pequena, 31,66 W, fica inviável utilizá-la em aplicações que requerem baixíssimas temperaturas, como na contração de peças para montagem por interferência, onde há necessidade de -20°C. |
| Abstract: | Nowadays, high levels of pollution and strong cost reduction policy in companies, allied to the forecast of fossil fuels exhaustion (non-renewable) such as gasoline, natural gas, diesel and coal, encourages researches related to renewable energy use, cogeneration and energy reuse in manufacturing environments, through the exploitation of energy waste from industrial processes to use in a heat exchanger or regenerator, for example. The most common processes are the production of electricity and thermal energy (heat or cold) from the use of natural gas or biomass. Alongside this stage of shift in thinking, in a agricultural equipment company, located in Curitiba, Brazil, was discovered energy waste from the heat released by exothermic chemical reaction of oxidation of machining chips, which are stored then sold to a metallurgical industry. It was found that within a period of 48 hours, the oxidation of the chips reached peaks up to 90 °C This Paper Work aimed at C. exploring the feasibility of using heat from the oxidation reaction of machining chips in a Diffusion Absorption Refrigerator (DAR) system, which has the main feature of requiring only a source of heat for its operation, presenting no moving parts or mechanisms for movement of working fluids, that are: water, ammonia and hydrogen gas. The existing literature was studied, in order to understand the functioning of this refrigerator cycle details. Convenient control volumes were developed for the DAR system based on a model with commercial flow of ammonia at approximately 100 grams per hour, and fed by a constant temperature thermal source, which is the oxidation reaction of machining chips. Thus it was determined equations of energy and mass balances for the volume control software implementing them in the ESS software, for the purpose of solving the equations systems to determine the COP, cooling capacity and the heat lost in the condenser. The results have proved that it is possible to use the available heat source to produce refrigeration. Since the cooling capacity obtained is relatively small, 31.66 W, it was not possible to use this type of refrigerator in applications that require extremely low temperatures, such as the contraction of parts for assembly by interference, where there is need to reach -20°C. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10319 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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