Utilização do princíipio de torção por atrito para adensamento da palha de cana-de-açucar em cordas
Henrique Leandro Silveira
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP Si39u
[Use of the principle of torsion by friction for compaction of the sugarcane straw into ropes]
Campinas, SP : [s.n.], 2010.
109 p. : il.
Orientador: Oscar Antonio Braunbeck
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola
Resumo: A palha da cana-de-açúcar apresenta um grande potencial para ser utilizada na co-geração de energia. Entretanto, essa energia disponível não tem sido totalmente aproveitada nas usinas, em parte devido aos custos elevados relacionados ao seu transporte do campo para a indústria, e em parte...
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Resumo: A palha da cana-de-açúcar apresenta um grande potencial para ser utilizada na co-geração de energia. Entretanto, essa energia disponível não tem sido totalmente aproveitada nas usinas, em parte devido aos custos elevados relacionados ao seu transporte do campo para a indústria, e em parte associado às deficiências no mercado de máquinas específicas para o seu recolhimento e adensamento. A palha in natura apresenta baixas densidades, o que eleva os custos de transporte e armazenamento, dado pela subutilização de carga dos caminhões e espaço físico dos pátios. O que se tem praticado nas usinas é a tentativa do uso de máquinas forrageiras e enfardadoras, que foram projetadas para a cultura do feno, resultando assim em baixos rendimentos operacionais quando utilizadas com palha de cana-de-açúcar, além de incorporar matéria mineral indesejável. Pesquisas revelaram que a corda de amarração utilizada para inibir a relaxação dos fardos prismáticos e cilíndricos provenientes das enfardadoras é responsável por 40% dos custos totais destes processos. Neste trabalho é proposto um novo princípio de adensamento para a palha de cana-de-açúcar, onde as folhas são compactadas mediante aplicação de torção visando à formação de corda contínua, que pode ser enrolada em bobinas dispensando assim os complexos sistemas de amarração das enfardadoras. A densidade teórica alcançada pela bobina formada com a corda de palha foi estimada por modelos matemáticos. Uma abrangente modelagem envolvendo as forças de compactação na corda devidas à torção é apresentada. Foram realizados experimentos em protótipo correlacionando o torque aplicado na corda com a sua densidade aparente, além de ensaios envolvendo a formação de corda contínua, visando avaliar as condições de viabilidade técnica do processo. Os resultados obtidos indicaram que foi viável tecnicamente a formação de corda contínua e estruturada a partir de folhas secas de cana-de-açúcar utilizando o princípio de torção originada por atrito; a densidade aparente da corda de palha ficou próxima das densidades aparentes dos fardos cilíndricos e prismáticos obtidos pelas enfardadoras convencionais; a demanda de torque foi menor para a corda de menor diâmetro; a densidade aparente teórica da bobina foi inferior às densidades aparentes dos fardos cilíndricos; todos os ensaios apresentaram relaxação de torque no decorrer do tempo; o princípio apresenta limitações e demanda pré-requisitos indispensáveis para o perfeito funcionamento.
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Abstract: Sugar cane straw presents a great potential to be used in energy cogeneration. However, this potential has not been fully explored at the mills, in part due to the high costs associated with transport from field to industry, and partly linked to the market deficiencies of specific...
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Abstract: Sugar cane straw presents a great potential to be used in energy cogeneration. However, this potential has not been fully explored at the mills, in part due to the high costs associated with transport from field to industry, and partly linked to the market deficiencies of specific equipment for their recovery and compaction. The straw in nature presents low density, which increases the cost of transport and storage, due to the sub utilization of load capacity trucks and requirement of space in the courtyards. What has been practiced at mills are some experiments using forages and balers machines, which were designed for hay harvesting, resulting in lower operating income when used for sugar cane straw, as well as incorporating undesirable mineral matter. Research showed that the mooring rope used to inhibit the relaxation of prismatic and cylindrical bales from the balers is responsible for 40% of the total costs of these processes. This dissertation presents a proposes of a new principle for sugar cane straw compaction, where the leaves are compressed by applying torque in order to form a continuous yarn that can be wrapped into coils without complex balers mooring systems. The theoretical density achieved by the coil formed with straw rope was estimated by mathematical models. A comprehensive modeling involving the compression forces on the rope due to torsion is presented. Experiments were carried out using a prototype in order to observe the torque applied to the rope with its density correlation. Experiments involving the formation of continuous rope, to evaluate the technical feasibility of the process were also conducted. The results indicated that it was technically possible to form a continuous and structured rope from dry leaves of sugar cane using the principle of torque originate by friction; the density of straw rope was close to the apparent densities of the cylindrical and prismatic bales obtained by conventional balers; the torque demand was lower for ropes with smaller diameter; the theoretical density of the coil was less than the apparent densities of the bale; all trials showed relaxation of torque over time; the principle is limited and demand pre- established parameters for its perfect operation.
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