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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/13720Registro completo de metadados
| Campo DC | Valor | Idioma |
|---|---|---|
| dc.creator | Danilo de Mattos Flores | - |
| dc.date.accessioned | 2025-12-03T22:22:24Z | - |
| dc.date.available | 2025-12-03T22:22:24Z | - |
| dc.date.issued | 2025 | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/13720 | - |
| dc.description.abstract | This work presents a methodology for the economic sizing of water pumping systems powered by electricity from the Brazilian utility grid. The methodology was implemented in the development, of computer application, named Supply, using Visual Basic language. Employing computational resources to determine solutions saves planning time, prevents quantification errors, enables simulation of various implementation and operational scenarios, and, most importantly, enhances the system modeling. The hydraulic, electrical, and economic modeling of the system was refined following a comprehensive literature review on the subject. Sizing is performed through cost analysis using the trial-and-error method, guided by the Bresse equation to determine which pipeline diameters should be tested. Continuous head loss can be calculated using either the Darcy-Weissbach equation or the Hazen-Williams equation. Localized head loss can be determined using the equivalent length method, the direct method, estimationbased on continuous head loss or may be neglected. The economic diameter for the pipeline is the one that minimizes the total annual cost, which comprises both implementation and operating expenses, with particular emphasis on the impact of electricity costs. To maximaze economic efficiency alternative sizing techniques such as the use of frequency inverters, capacitor banks, and on-grid photovoltaic systems have been proposed. After its development, the Supply software was used to test several hypotheses raised regarding the optimization of the operational regime of water pumping systems and to assess the economic feasibility of the proposed alternative techniques. The hypotheses examined included the feasibility of using a frequency inverter to select the optimal operating point, the use of a capacitor bank and an on-grid photovoltaic system to reduce operating costs, the connection of medium-voltage consumers to the low-voltage grid to lower expenses, and increasing flow rates to reduce operating time and enhance the economic efficiency of continuously operating systems. The Supply application contributed to the validation of these hypotheses, demonstrating strong operational performance. It was concluded that this tool can significantly enhance the economic efficiency of both new projects and the renovation of existing systems, assisting engineers, technicians, and academics in determining optimal solutions and promoting the rational use of resources. Keywords: Water pumping, Design, Economic efficiency, Solar energy, Power factor, Frequency inverter. | - |
| dc.language.iso | pt_BR | pt_BR |
| dc.publisher | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.subject | APLICATIVO COMPUTACIONAL | - |
| dc.title | METODOLOGIA APRIMORADA DE DIMENSIONAMENTO ECONÔMICO E HIDROENERGÉTICO EM RECALQUE | pt_BR |
| dc.type | Tese | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Fabio Verissimo Goncalves | - |
| dc.description.resumo | Este trabalho apresenta uma metodologia para o dimensionamento econômico de sistemas de recalque de água que consomem energia elétrica da rede de concessionárias brasileiras. Essa metodologia foi incorporada no desenvolvimento em Visual Basic, de um aplicativo computacional específico para elaboração de projetos denominado Supply. A utilização de recursos computacionais para determinar a solução permite economizar tempo de planejamento, evitar erros de quantificação, simular condições distintas de implantação e operação e principalmente, enriquecer a modelagem do sistema. A modelagem hidráulica, elétrica e econômica do sistema foi aprimorada após uma minuciosa revisão de literatura sobre o tema. O dimensionamento é realizado pela análise de custos através do método das tentativas com o apoio da equação de Bresse, para orientar sobre os diâmetros que devem ser testados na adutora do sistema. A perda de carga do tipo contínua pode ser determinada tanto pela equação de Darcy-Weissbach, quanto pela equação de Hazen-Williams. A perda de carga localizada pode ser determinada pelo método do comprimento equivalente, pelo método direto, estimada sobre a perda de carga contínua ou desprezada. O diâmetro econômico para a adutora minimiza o custo total anual, composto pelos custos de implantação e operação, destacando-se o impacto da energia elétrica no orçamento. Dessa forma, técnicas alternativas de dimensionamento como a utilização de inversor de frequência, banco de capacitores e sistemas fotovoltaicos on-grid foram propostas para maximizar a eficiência econômica. Depois de desenvolvido, Supply foi utilizado para comprovar algumas hipóteses levantadas sobre a otimização do regime de operação dos sistemas de recalque de água e para determinar a viabilidade econômica do emprego das técnicas alternativas propostas para o dimensionamento econômico. As hipóteses levantadas analisaram a viabilidade do uso do inversor de frequência como dispositivo para selecionar o melhor ponto de operação do sistema, a utilização de banco de capacitores e sistema fotovoltaico on-grid para redução do custo de operação com energia elétrica, a conexão em média tensão de consumidores que podem ser conectados na rede de baixa tensão com a finalidade de reduzir custos, o aumento da vazão para reduzir o tempo de operação e aumentar a eficiência econômica de sistemas que estão operando de forma contínua. O aplicativo computacional Supply colaborou para a verificação e comprovação das hipóteses levantadas apresentando bom desempenho de funcionamento, dessa forma, concluiu-se que essa ferramenta pode colaborar de forma significativa para o incremento da eficiência econômica tanto de novos projetos, como na reforma de sistemas existentes. Auxiliando engenheiros, técnicos e acadêmicos na determinação da solução ótima e no uso racional dos insumos envolvidos. Palavras-chave: Bombeamento de água, Projeto, Eficiência econômica, Energia solar, Fator de potência, Inversor de frequência. | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFMS | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Tecnologias Ambientais | |
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