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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Um estudo comparativo entre o recente Modelo A&F e as metodologias termoeconômicas convencionais em um Sistema de cogeração com turbina a vapor de contrapressão e válvula de by-pass.
Submission Author:
Rodrigo Guedes dos Santos , ES
Co-Authors:
Rodrigo Guedes dos Santos, Atilio Lourenço, Pedro Rosseto de Faria, Marcelo Aiolfi Barone, José Joaquim Conceição Soares Santos
Presenter: Rodrigo Guedes dos Santos
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0633
Abstract
A termoeconomia é uma ciência que concilia conceitos termodinâmicos com econômicos. Pode ser dividida em três campos de atuação: alocação de custo, diagnóstico e otimização. As metodologias propostas foram sedimentadas através dos cálculos dos custos unitários exergeticos e monetários (originalmente) de produtos internos e finais em sistemas térmicos. Com o avanço dos estudos dessa ciência, que é mais aprofundada que uma análise exergética de um sistema térmico, questões sobre o isolamento de equipamentos dissipativos e alocação de resíduos surgiram e permanecem abertos a discussões até os dias atuais. A fim de estudar sobre possíveis soluções, algumas metodologias termoeconômicas com base na desagregação da exergia física surgiram para isolar os dissipativos. Além disso, isso pode aumentar a precisão dos resultados, porém eleva a complexidade do modelo. Cada subsistema de um sistema térmico de uma planta deve ser tratado de maneira isolado, ou seja, ter produto e insumo definidos mediante a metodologia proposta balizada por conceitos termodinâmicos. Em termos gerais, caso não ocorra nenhum consumo ou produção de potência, é necessário ao menos duas parcelas da exergia capazes de definir fluxos produtivos considerados insumos e produtos. Uma metodologia abrangente aliada a um menor grau de complexidade associado é sempre um ponto de interesse e de estudo . Trabalhos anteriores já apresentaram uma melhora na precisão de resultados, porém aliados a aumento da complexidade na modelagem. Tendo isso em mente, este estudo tem como objetivo apresentar uma nova abordagem termoeconômica baseada na desagregação exergética, capaz de isolar componentes dissipativos com menor complexidade de modelagem. Essa abordagem, chamada de Modelo A&F, desagrega a exergia física em apenas dois termos, a saber, energia de Helmholtz e trabalho de fluxo. Esses termos são avaliados do ponto de vista termoeconômico, através de uma alocação de custos em um sistema de cogeração com turbina a vapor de contrapressão e válvula de by-pass. Também é aplicado e comparado com outras metodologias termoeconômicas. Ao comparar os modelos, especificamente ao Modelo UFS, o Modelo A&F mostra uma redução na quantidade de fluxos de 25%, 27% em junções-bifurcações e de 12% em equações de custo, salientando assim uma menor complexidade.
Keywords
Modelo A&F, alocação de custos, desagregação da exergia, equipamentos dissipativos, redução de complexidade
