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dc.creatorBarros, João Vitor Rodrigues de-
dc.date.accessioned2026-03-03T13:23:35Z-
dc.date.available2026-03-03T13:23:35Z-
dc.date.issued2026-02-05-
dc.identifier.citationBARROS, João Vitor Rodrigues de. Dimensionamento e modelagem de um sistema de insuflamento de ar para otimização da queima em uma fornalha de cavaco. 2026. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, 2026.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48452-
dc.description.abstractThe use of solid biomass as fuel in industrial thermal systems has become an attractive alternative from both energy and environmental perspectives. However, the high variability of the physical and chemical properties of biomass fuels imposes significant challenges to the combustion process, making the proper design of the air supply and distribution system essential. In this context, this work aims to perform the design and modeling of an air insufflation system applied to a eucalyptus wood chip combustion furnace intended to produce 10 tons of steam per hour, seeking to optimize the combustion process and improve the overall thermal efficiency of the boiler. The adopted methodology is initially based on the elemental characterization of the fuel and on the application of the stoichiometric combustion balance, which allows the determination of the theoretical and actual air flow rates, considering an appropriate excess air for real operating conditions. Subsequently, an energy balance of the boiler is carried out to determine the required fuel mass flow rate, taking into account the lower heating value of the eucalyptus wood chips and the thermal efficiency of the equipment. Based on these results, the hydraulic design of the air insufflation system is developed, including the calculation of distributed and localized pressure losses along ducts and air distribution orifices, as well as the selection of a suitable fan for the design conditions. Additionally, a computational fluid dynamics (CFD) analysis is performed to evaluate the airflow distribution inside the furnace and to identify recirculation zones and the degree of flow uniformity. The results indicate that the designed system is capable of supplying the required air flow rate with adequate pressure, providing a more homogeneous oxidant distribution and contributing to a more efficient and stable combustion process with reduced thermal losses.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipFinep - Financiadora de Estudos e Projetospt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectFornalhapt_BR
dc.subjectCaldeirapt_BR
dc.subjectCavaco de Eucaliptopt_BR
dc.subjectCombustãopt_BR
dc.subjectFurnacept_BR
dc.subjectBoilerpt_BR
dc.subjectWood chipspt_BR
dc.subjectCFDpt_BR
dc.subjectCombustionpt_BR
dc.titleDimensionamento e modelagem de um sistema de insuflamento de ar para otimização da queima em uma fornalha de cavacopt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Cursopt_BR
dc.contributor.advisor1Borges, Valério Luiz-
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/0240191885592516pt_BR
dc.contributor.referee1Carvalho, Solidônio Rodrigues de-
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/8943889945992814pt_BR
dc.contributor.referee2Lima, Euclides Antônio Pereira de-
dc.contributor.referee2Latteshttps://lattes.cnpq.br/2575676960514838pt_BR
dc.contributor.referee3Maciel, Guilherme Queirós de Araújo-
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/8399656092391341pt_BR
dc.contributor.referee4Oliveira, Bruno José-
dc.contributor.referee4Latteshttps://lattes.cnpq.br/5940220945726399pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/8574195897806654pt_BR
dc.description.degreenameTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)pt_BR
dc.description.resumoA utilização de biomassa sólida como combustível em sistemas térmicos industriais tem se consolidado como uma alternativa viável do ponto de vista energético e ambiental. Entretanto, a elevada variabilidade físico-química desse tipo de combustível impõe desafios ao processo de combustão, tornando indispensável o correto dimensionamento do sistema de suprimento e distribuição de ar. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo o dimensionamento e a modelagem de um sistema de insuflamento de ar aplicado a uma fornalha de combustão de cavaco de eucalipto destinada à produção de 10 toneladas de vapor por hora, visando à otimização da queima e ao aumento da eficiência energética da caldeira. A metodologia adotada baseia-se inicialmente na caracterização elementar do combustível e na aplicação do balanço estequiométrico da combustão, permitindo a determinação da vazão teórica e real de ar necessária, considerando a adoção de excesso de ar compatível com as condições reais de operação. Em seguida, realiza-se o balanço de energia da caldeira para a determinação da vazão mássica de combustível requerida, levando em conta o poder calorífico inferior do cavaco de eucalipto e o rendimento térmico do equipamento. A partir desses dados, é desenvolvido o dimensionamento hidráulico do sistema de insuflamento, contemplando o cálculo das perdas de carga distribuídas e localizadas ao longo das tubulações e dos orifícios de distribuição de ar, bem como a seleção do ventilador adequado às condições de projeto. Adicionalmente, é realizada uma análise de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) com o objetivo de avaliar a distribuição do escoamento de ar no interior da fornalha e identificar regiões de recirculação e uniformidade do suprimento de ar. Os resultados obtidos indicam que o sistema dimensionado é capaz de fornecer a vazão de ar requerida com a pressão necessária, promovendo uma distribuição mais homogênea do oxidante e contribuindo para uma combustão mais eficiente, estável e com menores perdas térmicas.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.courseEngenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration57pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOSpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::TERMODINAMICApt_BR
dc.orcid.putcode207331726-
Appears in Collections:TCC - Engenharia Mecânica

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