Análise e projeto de um estágio de turbina a gás com expansão de produto de combustão de hidrogênio.

Tipo: Trabalho Final de Graduação.

Título: Análise e projeto de um estágio de turbina a gás com expansão de produto de combustão de hidrogênio.

Autor: SILVA JUNIOR, Adson dos Santos.

Orientador: RAMIREZ CAMACHO, Ramiro Gustavo.

Coorientador: CAUMO, Jonas Pedro.

Resumo: O desenvolvimento energético tem entre suas tecnologias principais as turbinas a gás, máquinas capazes de gerar grande energia com relação a um baixo peso e espaço ocupados cumprindo alguns interesses típicos do uso da energia na sociedade contemporânea. Porém o emprego atual da energia está fortemente atrelado à questão da preservação ambiental, neste sentido outras tecnologias aplicadas têm logrado melhores resultados quanto a redução de suas emissões de gases poluentes, que por outro lado figuram frequentemente como fontes intermitentes, não podendo assegurar o pleno funcionamento como fonte de energia de base par um sistema. Assim o presente trabalho buscou a avaliar e desenvolver uma metodologia de pré-projeto conceitual de um estágio de uma turbina axial (SARAVANAMUTTOO et al. 2017), utilizando para tanto uma ferramenta computacional desenvolvida em linguagem Python, alinhando esta rotina com a combustão de hidrogênio (ÇENGEL e BOLES, 2013), sendo que este tem como produto de combustão puramente o vapor d’água e ar, portanto completamente amigável com o ambiente e ainda assim mantendo a alta disponibilidade e potência inerentes desta tecnologia. Pôde-se concluir que o escoamento de hidrogênio não é problemático para o projeto preliminar, alterando-se pouco as variáveis de interesse quando comparadas com uma turbina a gás real (SIEMENS ENERGY AG, 2021) convergindo com expectativa apresentada pela literatura (LANGSTON, 2019) e (BEXTEN et al., 2021), ainda no mesmo código pôde-se avaliar as perdas por um método semiempírico. (TRAUPEL, 2001). O programa alcançou resultados satisfatórios no uso de hidrogênio para combustão em turbinas a gás, em vista dos adimensionais utilizados parâmetros, porém uma diferença de nove pontos percentuais entre as perdas calculadas e o método semiempírico bem como a avaliação dos dados obtidos permite entender as limitações do código para uso qualitativo de pré-projeto indicado o aperfeiçoamento do código para alçar um projeto mais aprofundado.