FRANCISCO BUARQUE DE HOLLANDA

PROJETO DE SISTEMAS DE CO-GERAÇÃO A GÁS NATURAL

Monografia apresentada ao Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, como parte dos requisitos para obtenção do diploma de Engenheiro Mecânico.

Orientadores: Prof. Dr. Tom Jobim Prof. Dr. Vinícius de Moraes

Porto Alegre

2003Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Escola de Engenharia

Departamento de Engenharia Mecânica

PROJETO DE SISTEMAS DE CO-GERAÇÃO A GÁS NATURAL

FRANCISCO BUARQUE DE HOLLANDA

ESTA MONOGRAFIA FOI JULGADA ADEQUADA COMO PARTE DOS REQUISITOS PARA A OBTENÇÃO DO DIPLOMA DE

ENGENHEIRO(A) MECÂNICO(A)APROVADA EM SUA FORMA FINAL PELA BANCA EXAMINADORA DO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

Prof. Francis Henrique Ramos França Coordenador do Curso de Engenharia Mecânica

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. GILBERTO GILUFRGS / DEMEC

Prof. Dr. CAETANO VELOSOUFRGS / DEMEC

Prof. Dr. JORGE MAUTNERUFRGS / DEMEC

Porto Alegre

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2003

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de modo especial, à ..... que ........., e à minha esposa Maria Bethânia.

AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar agradeço a ......

ao meu orientador, Prof. Dr. João da Silva que ....

aos meus pais Sandy e Junior, que apesar das dificuldades enfrentadas, sempre incentivaram meus estudos.

às funcionárias da Biblioteca ....

às secretárias ....

à Mecânica Pesada e Leve S.A., em particular na pessoa do engenheiro Wilson Simonal, pelos dados utilizados no estudo de caso e principalmente pela colaboração na solução de dúvidas pertinentes aos motores em estudo...

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Este trabalho contou com apoio das seguintes entidades:- Empresa Dias e Dias Parados- FAPERGS – através do contrato nº 84/2194-2

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Há 3 tipos de mentiras:mentiras,

mentiras graves, e dados estatísticos

Benjamin Disraeli

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HOLLANDA, F. B. Projeto de Sistemas de Co-Geração a Gás Natural. 2003. 20f. Monografia (Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia Mecânica) – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2003.

RESUMO

Página obrigatória em trabalhos de conclusão, deve possibilitar uma visão rápida e clara do conteúdo e das conclusões do trabalho, em uma seqüência corrente de frases e não de enumeração de tópicos, redigido em um só parágrafo. Resumos de monografias não devem ultrapassar 250 palavras. Deve-se evitar o uso de fórmulas, equações, abreviaturas, etc. que, se imprescindíveis, devem ser escritas por extenso. O texto do resumo é escrito no presente e de forma impessoal. O Resumo deve ser precedido da Referência do trabalho e, para efeito de indexação, recomenda-se a inclusão de palavras-chave (no máximo sete), no final do mesmo (NBR6028, 1990).

PALAVRAS-CHAVE: Co-geração, Sistemas térmicos, Gás natural, Turbinas a gás, Motores a gás, Geração de vapor

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HOLLANDA, F. B. Design of Natural Gás Cogeneration Systems. 2003. 20f. 1998. Monografia (Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia Mecânica) – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2003.

ABSTRACT

Página obrigatória, consiste na tradução para o inglês do resumo em português. O Resumo em língua estrangeira deve ser precedido da Referência do trabalho com a tradução do título para o idioma estrangeiro e, para efeito de indexação, recomenda-se a inclusão de Keywords no final do abstract.

KEYWORDS: Cogeneration, Thermal systems, Gas turbines, Gas engines, Steam generation

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SUMÁRIO

ABSTRACT 8

1. INTRODUÇÃO 10

2. DESENVOLVIMENTO 11

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 11

4. APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA 11

5.1 Problemas experimentais 11

5.2 Projetos 11

5.3 Estudos de problemas físicos 11

6. RESULTADOS E ANÁLISES 12

6.1 Figuras 12

6.2 Tabelas 13

6.3 Equações 13

7. CONCLUSÕES 14

8. REFERÊNCIAS 14

9. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA 14

APÊNDICES 15

ANEXOS 15

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1. INTRODUÇÃO

A estrutura da monografia deve seguir a estrutura recomendada por Marino (2003) para qualquer tipo de trabalho escrito. Nele, há a divisão do trabalho em pré-texto, texto e pós-texto, como mostra a figura que segue.

Figura 1.1- Estrutura recomendada para monografias de conclusão (fonte: MARINO, 2003)

Para o caso específico de monografias de conclusão do curso de graduação, os itens de pré-texto obrigatórios são: folha de rosto, folha de aprovação, resumo e abstract. As folhas de dedicatória, agradecimentos, apoio financeiro e epígrafe são opcionais.

O texto contém o corpo principal da monografia, e sua estrutura será determinada pela natureza do trabalho e, de uma maneira geral, deve ter três partes fundamentais: introdução, desenvolvimento e conclusão(ões).

As monografias de conclusão deverão ser escritas em letra Times New Roman, tamanho 12. Os parágrafos deverão ter espaçamento de 1,0 linha, com tabulação de 1cm, com texto justificado e a hifenização é opcional. As folhas deverão ser no padrão A4, as margens superiores e esquerdas serão de 3 cm e as demais margens de 2 cm.

O limite máximo de páginas a ser respeitado é de:- 15 para o texto

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- 5 para o pós-texto. A seção de pré-texto está fora dessa limitação, pois obedece uma seqüência fixa. A monografia deve ser escrita sempre na forma impessoal, evitando-se o emprego tanto

da 1ª pessoa do singular como do plural.A introdução é a parte inicial do trabalho que apresenta o problema investigado, sua

motivação, a delimitação do assunto e os objetivos propostos no final.O material original desse trabalho é a publicação Diretrizes para Apresentação de

Dissertação, Tese, Monografia, Trabalho de Graduação e Projeto Integrado na FEG-UNESP (MARINO,2003), que para sua vez está baseada em normas da ABNT e de livros de Metodologia Científica.

2. DESENVOLVIMENTO

Parte principal do trabalho que geralmente divide-se em Capítulos, Seções e Subseções, que variam em função da natureza do problema e da metodologia adotada.

Considerando a natureza e características, os trabalhos podem ter diferentes divisões, mas tem em comum a apresentação da revisão bibliográfica, como segue:

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Consiste no levantamento da literatura relevante existente na área, que serve de base ao trabalho.

A revisão tem como objetivo localizar o trabalho do autor em relação ao conhecimento existente da área específica. A revisão não deve ser um resumo de outros trabalhos, e deve incluir a contribuição do autor demonstrando que os trabalhos foram examinados e criticados objetivamente.

4. APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA

Capítulo dedicado ao detalhamento do problema. É onde se apresenta o assunto a ser tratado com mais profundidade, junto com as hipóteses de modelagem e simplificação do problema.

Quando necessário, apresenta a formulação empregada para um determinado cálculo, ou a metodologia empregada para uma determinada análise, a descrição de procedimentos experimentais, etc. 5.1 PROBLEMAS EXPERIMENTAIS

Se o assunto for de natureza experimental, o deve apresentar a descrição da bancada experimental, os métodos de medição empregados, a forma de aquisição de dados, etc. Nesse caso, a análise de incertezas é obrigatória.

Quando se trata de uma montagem experimental, é comum encontrar-se títulos como “DESCRIÇÃO DA BANCADA” ou “APRESENTAÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL”.

5.2 PROJETOS

Em função das particularidades de cada projeto, o autor deve mostrar as diferentes escolhas feitas, as opções de equipamentos ou de formas de operação, etc.

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Para projetos, pode-se empregar títulos que contenham o nome do problema estudado, como “DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE MONTAGEM DE ...” ou “USINAS TÉRMICAS A GÁS NATURAL”

5.3 ESTUDOS DE PROBLEMAS FÍSICOS

Quando a solução do problema emprega equações, formulações ou ainda de cálculo com o auxílio de programas de simulação, deve-se apresentar o procedimento empregado, os programas escolhidos, as seqüências de cálculo desenvolvidas, etc.

Para trabalhos onde um dado fenômeno específico é estudado, sugerem-se títulos do tipo “O PROCESSO DE COMBUSTÃO” ou ainda “COMPORTAMENTO DE QUEIMADORES”.

5.3.1. Detalhamento do item

Qualquer uma das seções de capítulos pode ser ainda dividida em subseções, assim como está sendo mostrado aqui.

Se ainda for necessária outra divisão, pode-se proceder como segue:

5.3.1.1. Último nível de detalhamento

O último nível de detalhamento corresponde ao 4º nível de divisão

6. RESULTADOS E ANÁLISES

Sempre após a apresentação da metodologia de análise ou do procedimento de cálculo, apresentam-se os resultados alcançados.

O texto deve apresentar os resultados de forma objetiva, na forma de texto com auxílio de figuras e tabelas.

6.1 FIGURAS

Cada figura deve ser sempre apresentada anteriormente no teto, evitando-se assim que elas fiquem soltas, sem contexto.

Logo após sua apresentação, o seu conteúdo deve ser comentado de forma simples, mostrando ao leitor os comportamentos mais importantes. O autor deve conduzir o leitor pelos resultados mais importantes. Assim, os resultados e suas discussões são apresentados simultaneamente.

A figura a seguir mostra um exemplo desse assunto.

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Figura 6.1 – Faixas de tratamento térmico do aço 1020 (Fonte: TELLES, 1989)

As figuras compreendem desenhos, diagramas, esquemas, fluxogramas, fotografias, material cartográfico, organograma, quadro, etc. Devem ter numeração consecutiva em algarismos arábicos. Em casos particulares, pode-se atribuir numeração individualizada para determinado tipo de figura.

As legendas das figuras devem ser breves e claras, dispensando consulta ao texto. Devem estar localizadas logo abaixo das figuras, precedidas da palavra Figura e o número de ordem. Devem ser horizontais e não emolduradas. Quando a figura ocupar toda a página, a legenda será colocada na página que lhe é oposta.

Se o material for produzido por outro autor, deve trazer a fonte.

6.2 TABELAS

Constituem uma categoria específica de ilustração. Devem ter numeração consecutiva em algarismos arábicos e quando isoladas, devem ter significado próprio de modo a prescindir consultas ao texto. As legendas das tabelas devem figurar na parte superior da mesma, precedidas da palavra Tabela e ser auto-explicativas, indicando onde e quando o fato foi estudado. Pode-se fazer uso de notas e chamadas colocadas no rodapé da tabela, quando a matéria contida na mesma exigir esclarecimentos. Se a tabela não couber na mesma página, deve ser continuada na página seguinte e, neste caso, a tabela interrompida não é delimitada por traço horizontal na parte inferior e o título será repetido na página seguinte.Se o material for produzido por outro autor, deve trazer a fonte.

As chamadas das tabelas no texto devem ser feitas da seguinte forma:

Tabela 6.1 – Dimensões dos trilhos fixos (em centímetros)Trilhos fixos

Tipo TrilhoBase B

Gabarito(ideal) G

Calço de enchimento tc

Presilhaesp. tp

Parafuso

TR – 37 122,2 194 7,9 9,5 22,2TR - 45 130,2 202 9,5 9,5 22,2TR - 50 136,5 208 9,5 12,5 25,4TR - 52 131,7 204 9,5 12,5 25,4TR - 57 139,7 212 9,5 12,5 25,4

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6.3 EQUAÇÕES

As equações serão numeradas entre parênteses e justificada à esquerda. Um exemplo segue abaixo.

A potência térmica que deve ser transferida para a água do gerador de vapor, em kW, é dada por:

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onde é a vazão mássica de vapor, em kg/s, h é a variação de entalpia para aquecer a água ate a sua saturação, e hlv é a sua entalpia de troca de fase a pressão absoluta de 7 bar, ambas em kJ/kg.

7. CONCLUSÕES

Deve ser fundamentada no texto, contendo deduções lógicas e correspondentes aos objetivos propostos.

É comum se recuperar as conclusões mais importantes elaboradas nos capítulos anteriores, especialmente do capítulo de resultados e análises.

Ainda é importante apresentar novas colocações, com uma visão crítica do trabalho, bem como apontar a sua continuação (sugestões para novos trabalhos)

Como sugestão, o autor deve iniciar a redação de seu trabalho pela elaboração dos capítulos referentes ao conteúdo principal do trabalho. Depois, passa para o capitulo de conclusões. Com esse conjunto montado, é possível enxergar o que foi realizado com maior clareza, e então escrever a introdução, já que ela contém os objetivos do trabalho. A leitura da introdução e da conclusão deve ser suficiente para que o leitor tenha uma boa idéia do trabalho, sem que necessite ler o seu conteúdo.

Finalmente, o resumo deve ser redigido após todo o trabalho concluído. Todos os conteúdos apresentados após a conclusão da monografia são

considerados como pertencentes ao “pós-texto”, segundo a estrutura proposta na figura 1.1. As referências das publicações citadas no texto seguem a NBR6023 (2002), onde recomenda-se o Sistema Alfabético de autor sem numeração dos itens. Publicações consultadas não citadas no texto podem ser relacionadas após as Referências, sob o título de Bibliografia Consultada.

8. REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6028: Resumos. Rio de Janeiro, 1990.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023: referências bibliográficas. Rio de Janeiro, 2002.

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MARINO, N. M. R., Diretrizes para Apresentação de Dissertação, Tese, Monografia, Trabalho de Graduação e Projeto Intergrado na FEG-UNESP, Guaratinguetá: FEG/UNESP, 2003 9. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

ANDRADE, M. M. de. Introdução à metodologia do trabalho científico: elaboração de trabalhos na graduação. 5.ed. São Paulo: Atlas, 2001.

CURTY, M. G.; CRUZ, A. C. Guia para apresentação de trabalhos acadêmicos, dissertações e teses. Maringá: Dental Press, 2001.

MARCONI, M. de A.; LAKATOS, E. M. Fundamentos de metodologia científica. 3.ed. São Paulo: Atlas, 1991.

LEITE, J.A. Metodologia de elaboração de teses. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1978. 122p.

TACHIZAWA, T.; MENDES, G. Como fazer monografia na prática. 6.ed. Rio de Janeiro: FGV, 2001.

APÊNDICES

Elemento opcional que consiste em um texto ou documento elaborado pelo autor a fim de complementar sua argumentação.

Havendo mais de um apêndice, a identificação deve ser feita por letra maiúscula e seu respectivo título.

Exemplo: APÊNDICE A – Ensaios sobre composição do gás natural boliviano

APÊNDICE B – Curva de calibração dos sensores de temperatura

ANEXOS

Elemento opcional, que consiste em um texto ou documento não elaborado pelo autor que serve de fundamentação, comprovação ou ilustração ao trabalho.

Havendo mais de um anexo, a identificação deve ser feita por letras maiúsculas consecutivas e seus respectivos títulos.

As representações gráficas apresentadas no formato A4 deverão ser incluídas como anexos. Para os casos em que a quantidade de folhas for grande, deverá ser apresentado como um volume exclusivo.

Exemplo: ANEXO A – Composição do Gás Liquefeito de Petróleo –

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GLPANEXO B – Tabela de conversão de unidades

Em anexo a esse material está uma compilação de instruções gerais para a redação de textos de monografias

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