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Utilização do método de elementos finitos no projeto de vasos de pressão para armazenamento de hidrogênio verde

dc.creatorSilva, Alysson Felipe Luís Alves da
dc.date.accessioned2023-11-08T00:45:19Z
dc.date.available2023-11-08T00:45:19Z
dc.date.issued2023-07-25
dc.identifier.citationSILVA, Alysson Felipe Luís Alves da. Utilização do método de elementos finitos no projeto de vasos de pressão para armazenamento de hidrogênio verde.2023.59f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso de Engenharia Mecânica) - Instituto Federal de Ciência e Tecnologia de Pernambuco, Recife. 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/handle/123456789/1078
dc.description.abstractOver the years, the planet has undergone significant climate changes, caused by the greenhouse effect resulting from the widespread use of fossil fuels. Therefore, the advancement of renewable energy technologies has become increasingly urgent to minimize the environmental impacts caused using these fuels. In recent years, Green Hydrogen has gained prominence as a renewable energy source. However, facing numerous challenges in its mass utilization as a fuel, including production, transportation, and storage, presents a significant obstacle. For it to be effective, hydrogen needs to be maintained at pressures around or above 70 MPa, rendering pressure vessels designed with commonly used materials like carbon steel completely unviable due to their large wall thickness, weight, and excessive cost. Moreover, besides being a crucial factor in the viability of hydrogen use, pressure vessels play a strategic role in dealing with seasonal variations of other renewable energy sources such as solar and wind energy. From an economic and social standpoint, these vessels are fundamental as they enable the export of hydrogen between countries to meet the energy needs of the general population. As a result, storage technology is essential to drive the energy transition and achieve a more sustainable future. In this context, this work aims to study and simulate pressure vessels made of composite materials using the finite element method and Tsai-Wu failure criterion. The entire study follows current standards, and the SOLIDWORKS and ANSYS software have been employed. This study has demonstrated that Composite Overwrapped Pressure Vessels (COPV) have significant potential for storing green hydrogen at high pressures. The Tsai-Wu failure criterion has proven suitable for composite material designs. These results reinforce the importance of COPVs for green hydrogen storage, supporting the use of renewable technologies and propelling the pursuit of a cleaner, carbon-free future.pt_BR
dc.format.extent59f.pt_BR
dc.languagept_BRpt_BR
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dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAn error occurred on the license name.*
dc.rights.uriAn error occurred getting the license - uri.*
dc.subjectCompósitospt_BR
dc.subjectElementos finitospt_BR
dc.subjectHidrogênio verdept_BR
dc.subjectVasos de pressãopt_BR
dc.titleUtilização do método de elementos finitos no projeto de vasos de pressão para armazenamento de hidrogênio verdept_BR
dc.typeTCCpt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7835345560829942pt_BR
dc.contributor.advisor1Costa, José Ângelo Peixoto da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8239712503695923pt_BR
dc.contributor.referee1Costa, José Ângelo Peixoto
dc.contributor.referee2Menezes, Frederico Duarte de
dc.contributor.referee3Costa, Marcus Araujo da
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8239712503695923pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4005471052834081pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4157405186898932pt_BR
dc.publisher.departmentRecifept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICApt_BR
dc.description.resumoAo longo dos anos, o planeta tem passado por grandes mudanças climáticas, em grande parte causadas pelo efeito estufa, que decorre da utilização em larga escala de combustíveis fósseis. Por isso, tornou-se cada vez mais urgente o avanço das tecnologias no setor energético renovável, a fim de minimizar os impactos ambientais causados pelo uso desses combustíveis. Nos últimos anos, o Hidrogênio Verde tem ganhado destaque como fonte de energia renovável. No entanto, diante dos muitos desafios para a sua utilização em massa como combustível, além da produção e transporte, encontra-se o armazenamento. Para ser eficaz, o hidrogênio necessita estar, de modo geral, em pressões em torno ou acima de 70 MPa, tornando assim os vasos de pressão projetados com materiais comumente utilizados, como o aço carbono, completamente inviáveis devido à grande espessura da parede, peso e alto custo. Além de ser um fator crucial na viabilidade do uso do hidrogênio, os vasos de pressão desempenham um papel estratégico ao lidar com as variações sazonais de outras fontes de energia renovável, como a energia solar e eólica. Esses recipientes são fundamentais do ponto de vista econômico e social, pois possibilitam a exportação do hidrogênio entre países para atender às necessidades energéticas da população em geral. Como resultado, a tecnologia de armazenamento é essencial para impulsionar a transição energética e alcançar um futuro mais sustentável. Nesse contexto, este trabalho visa estudar e simular vasos de pressão feitos de materiais compósitos usando a técnica de elementos finitos e o critério de falha de Tsai-Wu. Todo o estudo segue as normas vigentes, e foram utilizados os softwares SOLIDWORKS e ANSYS. Este trabalho demonstrou que os vasos de pressão Composite Overwrapped Pressure Vessels (COPV) têm um potencial significativo para armazenar hidrogênio verde em altas pressões. O critério de falha de Tsai-Wu mostrou-se adequado para projetos com materiais compósitos. Esses resultados fortalecem a importância dos COPV para o armazenamento de hidrogênio verde, respaldando o uso de tecnologias renováveis e impulsionando a busca por um futuro mais limpo e livre de emissões de carbono.pt_BR


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