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ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-9030-2421
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
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