Categoria: TCC

Título

    CARACTERÍSTICAS DE PROJETO DE UMA BICICLETA ELÉTRICA E COMPARAÇÃO DO SEU USO COM OUTROS MEIOS DE TRANSPORTE

Orientador(a)

    Prof. Maurício Aguilar Nepomuceno de Oliveira

Resumo

    Buscar maneiras de fazer uma economia financeira nos dias atuais se tornou rotineiro na vida de muitas pessoas. Esse trabalho de conclusão de curso tem como intuito, mostrar uma alternativa de economia no dia a dia dos cidadãos. Será abordado as características de projeto de uma bicicleta elétrica a partir de uma bicicleta convencional, analisando a bateria e o motor selecionados.
    Através da seleção da bateria, é quantificada a autonomia deste meio de transporte de acordo com a variação de alguns parâmetros (velocidade do condutor, aceleração da bicicleta, grau de inclinação da ladeira, etc.). Com a seleção do motor, e conforme a curva torque x rotação fornecida pelo fabricante, é possível saber se o motor irá funcionar na situação desejada. Para que haja o funcionamento é necessário que o valor do fabricante seja maior que o valor real.
    Também será feita uma comparação o uso da bicicleta com veículos de combustão, utilizando como bases um modelo de carro e moto popular. A comparação será feita em relação a trajetos curtos, quanto as velocidades alcançadas, a emissão de CO2 na utilizaçãodos veículos, os custos e a energia gasta na locomoção. Também será abordado os valores referente a economia financeira que uma bicicleta elétrica é capaz de gerar ao utilizá-la como meio de transporte. Todos as contar contas efetuadas neste estudo foram feitas através do programa Excel.
    Com os resultados obtidos dos estudos, a autonomia da bicicleta será maior para condutores de massas menores e com velocidades mais baixas, quando há presença de ladeiras a autônima da bicicleta elétrica diminui conforme aumenta a inclinação. A bicicleta elétrica possui vantagem de ser um veículo mais barato e menos poluente conforme será visto nos resultados posteriormente, e além disso seu custo por quilometro andado é menor que o carro e moto.

Abstract

    Looking for financial economy has become routine to many people. This paper is intended to show an economy alternative to people in the dayly basis. The paper will present the design characteristics of an electric bicycle from a conventional bicycle, and the analys of the selected battery and motor.
    By the selection of the battery, the autonomy of the bicycle is quantified according to the variety of some parameters (driver speed, bicycle acceleration, slope, etc). According to the motor selection, and to the torque x rotation curve provided by the manufacturer, it is possible to conclude that the motor will operate in the desired situation. For good operation, the manufacturer’s value must be greater than the actual value.
    There will also be made a comparison between the use of the bicycle and the combustion vehicles, based on a popular car and motorcycle characteristcs. The comparison will be related to short distances, the speeds attained, the CO2 emission by vehicles, the costs and the energy spent. It will also be approached the values referring to the financial economy that the use of an electric bicycle is able to generate. All the calculus were done with the Excel.
    By the results obtained from the studies, this paper concludes that the autonomy of the bicycle will be greater for lighter drivers and at lower speeds. Also, when there is slopes the autonomy of the electric bicycle decreases as the inclination increases. The electric bike has the advantage of being the cheaper and less polluting vehicle.

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Título

   PROJETO E ANÁLISE ESTRUTURAL PARA SUPORTE DE CONCENTRADOR SOLAR CILÍNDRICO PARABÓLICO

Orientador(a)

    Prof. Maurício Aguilar Nepomuceno de Oliveira

Resumo

    O desempenho mecânico dos coletores solares influi diretamente no sistema de geração de energia térmica solar. Este trabalho tem como objeto de estudo a estrutura de um coletor do tipo cilíndrico parabólico. Cada componente do coletor foi dimensionado de acordo com os carregamentos agindo sobre o coletor. Neste trabalho, foram definidos e calculados os carregamentos. O dimensionamento dos componentes foi realizado com o intento de atender as restrições para a deformação do coletor limitando o peso da estrutura. Por fim, foi feita uma análise estrutural do coletor com o auxílio do software ANSYS Workbench.

Abstract

    The mechanical performance of solar collectors influence directly on solar thermal power generation system. This paper has as the research object the structure of a parabolic trough collector. Each component of the collector has been designed considering the loads acting on the collector. In this paper, the loads were defined and calculated. The design of the components was carried out in order to fit the requirements for the deformation of the collector and limit the weight of the structure. Finally, the structural analysis of the collector was realized with ANSYS Workbench software.

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    APRESENTAÇÃO DO PROJETO HIDRÁULICO E DOS CÁLCULOS PARA SELEÇÃO DE BOMBA PARA O SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DO FUTURO GALPÃO DAS ENGENHARIAS DA UFRJ – CAMPUS MACAÉ ATRAVÉS DE POÇO SEMI ARTESIANO PROPOSTO

Orientador(a)

    Prof. Marcelo Silva

    Prof. Rafael Malheiro (Coorientador)

Resumo

    Com a crescente busca por alternativas economicamente viáveis e sustentáveis para as necessidades humanas e pela escassez de água, seja devido às secas enfrentadas por algumas regiões do país ou por concessionárias não suprirem a demanda, foi proposto a criação de um poço semi artesiano no campus Macaé da Universidade Federal do Rio de Janeiro como forma de incentivo para este tipo de abastecimento de água para uso geral, como em banheiros e jardins. Foram definidas algumas características do poço proposto, assim como a instalação hidráulica para abastecimento do futuro galpão das engenharias no campus e apresentados os cálculos para seleção da bomba necessária para o sistema de recalque.

Abstract

    With the growing search for economically viable and sustainable alternatives for human needs and the shortage of water, due to droughts faced by some regions of the country or providers not meeting the demand, it was proposed the creation of a semi artesian well in the Macaé campus of University of Rio de Janeiro as an incentive for this general use water supply, such as bathrooms and gardens. Some characteristics of the proposed well were defined, such as the hydraulic system to supply the future engineering wearhouse and calculations were presented for the pump selection required for the discharge system.

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Título

    INSTRUMENTAÇÃO DE UM TÚNEL DE VENTO SUBSÔNICO PARA APLICAÇÃO DIDÁTICA

Orientador(a)

    Prof. Necésio Gomes Costa

Resumo

    O presente trabalho busca descrever de forma clara e objetiva o processo de instrumentação de um túnel de vento, já existente no campus da UFRJ-Macaé. A instrumentação foi realizada através de: uma máquina de fumaça, uma balança aerodinâmica e um tubo de Pitot. Dessa forma será possível operacionalizá-lo para diversos projetos e atividades acadêmicas relacionadas à Mecânica dos Fluidos.
    O tubo de Pitot foi desenvolvido de forma que a obtenção dos dados seja feita por meio de um Arduino, fazendo com que a medição da velocidade seja mais precisa. A máquina de fumaça é o único equipamento que obterá medidas qualitativas relativas ao regime de escoamento. A balança serve para a medição das forças de arrasto e sustentação, apesar da sua construção ser simples é necessário para o seu funcionamento constantes calibrações.
    Cada instrumento adicionado tem como premissa a fácil operação por qualquer pessoa, baixo custo e simplicidade de construção. Apesar desta simplicidade, por este ser um trabalho com fins didáticos, espera-se que ao fim deste o túnel de vento ser utilizado pelos alunos do curso de Engenharia Mecânica do Campus, contribuindo com áreas de pesquisa de um curso que ainda está em formação.
    No decorrer deste trabalho serão apresentados os requisitos para a execução, teorias e metodologias desenvolvidas para cada equipamento periférico.

Abstract

    This study aims to describe clearly and objectively the instrumentation process of a wind tunnel, existing on the campus of UFRJ – Macaé. The instrumentation was performed by: a smoke machine, an aerodynamic balance and a Pitot tube. This way you can operationalize it for various academic projects and activities related to Fluid Mechanics.

   The Pitot tube is designed so that data collection is made by a Arduino, making the speed measurement is more accurate . The smoke machine is the only equipment that will get qualitative measures on the flow regime. The scale used for measuring the drag and lift forces, despite its simple construction is required to be functioning calibration constants.
    Each added instrument is premised easy operation by anyone, low cost and simplicity of construction. Despite this simplicity, because it is a work with didactic purposes, it is expected that the end of the wind tunnel to be used by students of Campus Mechanical Engineering, contributing to research areas of a course that is still developing.
    In the course of this work will be presented the requirements for execution, theories and methodologies developed for each peripheral equipment.

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    DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA DISCRETIZAÇÃO DE CILINDRO – PARABÓLICO

Orientador(a)

    Prof. Diego Cunha Malagueta

Resumo

   Este trabalho propõe uma metodologia para discretização de uma geometria parabólica comumente utilizada em plantas CSP (Concentrated Solar Power) destinadas à geração de eletricidade. A discretização de um cilindro – parabólico tem por objetivo simplificar o processo de fabricação dos coletores e consequentemente reduzir o custo final do projeto. O percentual de incidência no absorvedor do arranjo discretizado está intimamente relacionado à largura dos espelhos e ao posicionamento de cada um deles em uma estrutura base. Os arranjos discretizados e o comportamento da radiação incidente em cada um deles foram modelados e simulados em Matlab®. O trabalho fornece detalhes de algumas geometrias suficientes para fabricação de protótipo, analisando-as e comparando-as entre si.

Abstract

   This paper proposes a methodology for discretization of a parabolic geometry commonly used in CSP (Concentrated Solar Power) plants aimed at generating electricity. The discretization of a cylinder – parabolic aims to help simplify the manufacturing of collectors and consequently reduce the final cost of the project. The discrete arrangement of the reflection percentage is closely related to the width of the mirrors and the position of each of them on a base structure. The discretized arrangements and the behavior of the incident radiation on each of them were modeled and simulated in Matlab. The paper also gives details of some geometries for prototype manufacturing, analyzing them and comparing each other.

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    DIMENSIONAMENTO TEÓRICO E ANÁLISE DE DIFERENTES ARRANJOS BRAYTON-RANKINE APLICADOS A UMA TORRE SOLAR

Orientador(a)

    Prof. Diego Cunha Malagueta

Resumo

    O objetivo desse trabaho é modelar uma Torre Solar operando em ciclo combinado Brayton – Rankine, e avaliar qual seria a sua produção de energia, bem como verificar a viabilidade termodinâmica de se operar esse sistema.
    Para tal um estudo de 4 modelagens diferentes dessa Torre para comparação de suas capacidades de produção foi produzido, consumo de fontes de energia solar e fóssil, e suas eficiências termodinâmicas.
    Um estudo de como essa Torre operaria em um dia de solstício de verão e de inverno na cidade de Bom Jesus da Lapa, BA, é feito. Essa cidade foi escolhida como local de operação desse projeto devido a possuir os melhores índices de irradiação solar direta do país em dados horários de domínio público.

Abstract

    The objective of this work is to model a Solar Tower Power operating a combined cycle Brayton-Rankine, and evaluate what your energy production, as well as check the thermodynamics feasibility to operate this system.
    For such a study will be made 4 different modelings of this tower for comparison of their production capacities, consumption of solar and fossil energy sources, and it’s thermodynamic efficiencies.
    It’s also made a study of how this Tower would operatein a day of summer and winter solstive in the city of Bom Jesus da Lapa, BAHIA, chosen as the region of operation of this project, due to owning the best direct solar radiation indices of the country in times of public domain data.

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    DIMENSIONAMENTO DE UMA TURBINA EÓLICA DE EIXO HORIZONTAL DE PEQUENO PORTE APLICADO A RESIDÊNCIAS

Orientador(a)

    Prof. Maurício Aguilar Nepomuceno de Oliveira

    Prof. Diego Cunha Malagueta (Coorientador)

Resumo

    Nos últimos anos, vem-se percebendo uma preocupação global em relação ao meio ambiente e com o futuro do planeta terra. Essa crescente preocupação vem atingindo diversos setores da indústria, principalmente da indústria energética. Um exemplo claro disso é o aumento no uso de energias renováveis em detrimento do uso de combustíveis fósseis. O Brasil vem demonstrando grande interesse em diversificar sua matriz energética, assim como em se fortalecer como um país produtor de energias limpas. Para isso, diversos programas de incentivo às energias renováveis estão sendo adotados, como a resolução ANEEL 481/2012 que possibilita o desconto do excedente de energia gerada em residências e outras propriedades. Dentro deste cenário e considerando o grande potencial eólico brasileiro, o presente projeto visa contribuir com o crescimento da energia eólica na região através do dimensionamento de uma turbina eólica de eixo horizontal de pequeno porte conectada à rede para ajudar no abastecimento de propriedades rurais, como fazendas, sítios ou mesmo casas de campo, e posterior estudo de viabilidade econômica da tecnologia, com uma abordagem comparativa com a tecnologia de energia solar fotovoltaica.

Abstract

    In recent years, there has been a global concern regarding the environment and the future of planet earth. This growing concern has been affecting several sectors of industry, especially the energy industry. A clear example of this is the increase in the use of renewable energy instead of fossil fuels. Brazil has been showing great interest in diversifying its energy matrix, as well as strengthening itself as a country that produces clean energies. For this purpose, several incentive programs for renewable energy are being adopted, such as ANEEL resolution 481/2012, which allows for the discount of surplus energy generated in homes and other properties. Within this scenario and considering the great Brazilian wind potential, this project aims to contribute to the growth of wind energy in the region by designing a small horizontal axis wind turbine connected to the grid to assist in the supply of rural areas properties, such as farms and country houses, and by an economic feasibility study of the technology, with a comparative approach with photovoltaic solar energy technology.

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