dc.creator |
CAMPOS, Mateus Mendes |
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dc.date.issued |
2022-06-15 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3322 |
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dc.description.abstract |
Heavy fuel oils (HFO) are widely exploited to produce electric energy in Thermoelectric
Power Plants (TPP), mainly due to the amount of heat released during its combustion.
Economic factors also influence the use of HFO for energy generation, including the low
cost of energy content, availability due to raw materials, ease of transport and storage,
low operating investment costs, among others. The power to produce energy from HFO is
defined by its calorific value (or heating value) and is linked to the quality of the fuel oil and
the presence of contaminants, such as water. A fuel oil with properties different from those
expected/specified can not only decrease the calorific value, but also can cause damage to
the TPP equipment. Therefore, the analysis of the quality of fuel oils is of great importance
for TPPs. This work proposes a methodology to estimate three parameters of the quality
of fuel oils: the density, the water content in the oil and the calorific value. The proposed
methodology has developed a system that has techniques such as ultrasonic, capacitive and
temperature measurement to estimate quality parameters. The ultrasonic system is based
on the propagation time of the ultrasonic waves to estimate two quantities, the speed of
sound and the flow of the fluid. The capacitive system correlates the capacitance variation
with the water content in oil, starting from the existing association between sensor, fuel
oil and water. Temperature measurement data is used in conjunction with sound velocity
data to compensate for the effect of temperature on the density estimation. Based on the
temperature and velocity of sound information, and using a classification algorithm, a
method was developed to recognize the existing similarity between the OC under analysis
and the OC information from a database. With the result of the classification, the scores
and the information from the database are obtained to estimate the density. Finally, the
calorific value is calculated by associating the density and water content data. The results
obtained from the tests were compared with data from laboratories and technical sheets
of the OCs, reaching relative deviations lower than 1.0% and 0.5% for the density and
calorific value, respectively. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Sistema híbrido ultrassônico-capacitivo |
pt_BR |
dc.subject |
Sistema ultrassônico |
pt_BR |
dc.subject |
Sistema capacitivo |
pt_BR |
dc.subject |
Óleo combustível |
pt_BR |
dc.subject |
Medição de água em óleo |
pt_BR |
dc.subject |
Massa específica |
pt_BR |
dc.subject |
Poder calorífico |
pt_BR |
dc.title |
Sistema híbrido ultrassônico-capacitivo para análise da qualidade de óleo combustível |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2022-07-01 |
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dc.date.available |
2022-07-01T11:34:51Z |
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dc.date.accessioned |
2022-07-01T11:34:51Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/0314802065533772 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
SILVA, Luiz Eduardo Borges da |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/8514450520201861 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
VELOSO, Giscard Francimeire Cintra |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/3930421046207353 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Os óleos combustíveis (OCs) são explorados para produção de energia elétrica em usi nas termoelétricas (UTEs), devido, principalmente, ao seu poder de combustão. Fatores
econômicos também influenciam no uso dos OCs para geração energética, entre eles, o
baixo custo por conteúdo energético, a disponibilidade devido a matéria-prima, facilidade
de transporte e armazenamento, baixo custo operacional e de investimento, entre outros.
O poder de produzir energia dos óleos combustíveis é definido pelo seu poder calorí fico e está diretamente ligado à sua qualidade, como a massa específica, e a presença de
contaminantes, como a água. Um óleo combustível com propriedades diferentes das espe radas/especificadas podem não só diminuir o poder calorífico, mas, também, pode causar
danos aos equipamentos das UTEs, como corrosões e desgastes mecânicos. Logo, a análise
da qualidade de óleos combustíveis é de grande importância para as UTEs. Este trabalho
propõe uma metodologia para estimar três parâmetros da qualidade de óleos combustíveis:
a massa específica, o teor de água em óleo e o poder calorífico. A metodologia proposta
desenvolveu um sistema que dispõe de técnicas como a ultrassônica, capacitiva e de me dição de temperatura para estimar os parâmetros de qualidade. O sistema ultrassônico
baseia-se no tempo de propagação das ondas ultrassônicas para estimar duas grandezas,
a velocidade do som e a vazão do fluido. O sistema capacitivo correlaciona a variação da
capacitância com o teor de água em óleo, partindo da associação existente entre sensor,
óleo combustível e água. Os dados de medição de temperatura são utilizados em conjunto
com os dados de velocidade do som para compensar o efeito da temperatura na estimativa
de massa específica. Em posse das informações de temperatura e velocidade do som, e
utilizando um algoritmo de classificação, desenvolveu-se um método para reconhecer a
similaridade existente entre o OC em análise e as informações de OCs de uma base de
dados. Com o resultado da classificação, obtém-se os scores e as informações necessárias
para estimar a massa específica. Por fim, calcula-se o poder calorífico associando os da dos de massa específica e teor de água. Este trabalho apresenta os resultados obtidos em
laboratório e em campo. Os resultados obtidos dos testes foram comparados com dados
de laboratórios e fichas técnicas dos OCs, alcançando desvios relativos inferiores à 1,0%
e 0,5% para a massa específica e poder calorífico, respectivamente. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
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dc.publisher.department |
IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação |
pt_BR |
dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica |
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dc.publisher.initials |
UNIFEI |
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dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA |
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dc.relation.references |
CAMPOS, Mateus Mendes. Sistema híbrido ultrassônico-capacitivo para análise da qualidade de óleo combustível. 2022. 216 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022. |
pt_BR |