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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26168
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Tipo do documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Título: | Modelo dinâmico e termodinâmico para motor linear de pistão livre |
Título(s) alternativo(s): | Dynamic and thermodynamic model for linear free piston motor |
Autor(es): | Bento, Pollyana Fernandes |
Primeiro orientador: | Carvalho, Solidônio Rodrigues de |
Primeiro coorientador: | Santos, Marcelo Braga |
Primeiro membro da banca: | Duarte, Marcus Antônio Viana |
Segundo membro da banca: | Mariano, Felipe Pamplona |
Resumo: | Tema de diversas pesquisas acadêmicas e algumas aplicações na indústria, às máquinas lineares apresentam grande potencial para substituir motores convencionais de combustão interna. A possibilidade da minimização da perda de energia e maximização da potência torna o estudo dessas máquinas de suma importância, para um aproveitamento energético eficiente e viável. O gerador a motor de pistão livre (FPEG- Free-Piston Engine Generator) é considerado uma alternativa de mecanismo não convencional de geração de energia elétrica, sendo a combinação direta de um motor de pistão livre com o um gerador linear. O objetivo desse trabalho é implementar e desenvolver um modelo matemático e numérico de um gerador linear de pistão livre. A modelagem consistiu no desenvolvimento de um modelo termodinâmico, que obtém a pressão no interior da câmara de combustão, e um modelo dinâmico de um sistema de massa de mola, que define à pressão no interior da câmara de combustão como a força de excitação. O acoplamento de ambos os modelos permitiu o estudo e simulação do ciclo térmico, bem como a análise dos seguintes parâmetros: parâmetros geométricos do motor, pressão, cargas, forças e montagem massa / mola. Os resultados obtidos foram satisfatórios quando comparados aos dados obtidos na literatura científica. |
Abstract: | Subject of several academic research and some applications in the industry, linear machines have great potential to replace conventional internal combustion engines. Such machines make it possible to minimize losses and maximize power, therefore, the study of these machines is of paramount importance for efficient and feasible energy utilization. The direct combination of a free piston engine with a linear generator is called free-piston engine generator (FPEG). It is considered an alternative non-conventional electric power generator. This work aims to develop a mathematical and numerical model of a linear free-piston generator. The modeling consisted of the development of a thermodynamic model, which gives the pressure inside the combustion chamber, and a dynamic model of a spring mass system, which defines the force due to the pressure inside the combustion chamber as excitation. The coupling of both models allowed the study and simulation of the thermal cycle, as well as the analysis of the following parameters: geometric parameters of the engine, pressure, loads, forces and mass / spring assembly. The results obtained were satisfactory when compared to data obtained in the scientific literature. |
Palavras-chave: | Motor a pistão livre Engenharia mecânica Gerador a motor a pistão livre Gerador a motor de pistão livre Modelagem numérica Gerador a motor de pistão livre - Modelos matemáticos Free piston engine Ree-piston engine generator Numerical modeling |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
Referência: | BENTO, Pollyana Fernandes. Modelo dinâmico e termodinâmico para motor linear de pistão livre. 2019. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.339 |
Identificador do documento: | http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.339 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26168 |
Data de defesa: | 8-Fev-2019 |
Aparece nas coleções: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica |
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