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Projecto de um ciclo de Rankine orgânico para produção de 200 kWe

Rui Luís Lopes Carlão

Relatório do Projecto Final do MIEM

Orientador: Professor Doutor Carlos Manuel Coutinho Tavares Pinho

Faculdade de Engenharia da Uni versidade do Porto
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Março de 2010

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Resumo
O actual ambiente socioeconómico levou à necessidade urgente de procurar formas de obter energia que permitam diminuir a dependência das fontes de combustíveis fósseis e ao mesmo tempo travar as mudanças climáticas que surgem da consequência do uso desses recursos energéticos. As fontes renováveis de energia de baixa e média temperatura perfilam-se como recursos energéticos de elevado potencial que terão uma influência importante no modo de vida das pessoas ao permitir a produção de energia descentralizada.
O presente trabalho focou-se na análise termodinâmica de um ciclo de Rankine orgânico para produção de 200 kWe adaptado do ciclo de Rankine convencional, sendo um dos objectivos principais demonstrar que é possível ter um rendimento aceitável no aproveitamento de fontes de calor de baixa temperatura. O ciclo de Rankine orgânico foi analisado baseado na primeira e na segunda lei da termodinâmica, e no pressuposto de que as quedas de pressão e as perdas de calor de qualquer um dos componentes do circuito são desprezáveis. Foi também desenvolvido um modelo matemático para dimensionamento dos permutadores de calor. Todos os cálculos realizados foram feitos com base nas características dadas pelo fabricante da turbina seleccionada para o circuito.
Numa primeira fase foi estudada qual a pressão máxima do circuito, para uma temperatura de 110 ºC na entrada da turbina, que permitisse obter um maior rendimento