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Título: Análise de potencial eletrostático pelo método de expansão em séries
Título(s) alternativo(s): Electrostatic potential analysis using the eigenfunction expansion method
Autor(es): Santos, Bruno Bohn dos
Orientador(es): Pillco, Edwin Choque
Palavras-chave: Eletromagnetismo
Correntes elétricas
Eletrostática
Electromagnetism
Electric currents
Electrostatics
Data do documento: 13-Nov-2020
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: SANTOS, Bruno Bohn dos. Análise de potencial eletrostático pelo método de expansão em séries. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Pato Branco, 2020.
Resumo: O manuseio de combustíveis líquidos está sujeito a um fenômeno conhecido como efeito triboelétrico, que os carrega eletricamento durante o armazenamento e pode acarretar em explosões acidentais. Assim, foi avaliado o potencial elétrico no interior de um tanque cilíndrico parcialmente preenchido com combustível. Isso foi realizado por meio da resolução das equações de Laplace e Poisson utilizando o método de expansão em série de autofunções. A solução analítica do potencial foi então submetida a uma avaliação numérica, com as dimensões e parâmetros definidas segundo valores realistas, encontrados na pratica. Os valores resultantes destes processos foram então comparados a uma simulação numérica feita no programa FEMM. O resultado indicou que a solução analítica é correta, pois, as diferenças entre a solução encontrada e a simulação ficaram abaixo de um por cento. A avaliação numérica também mostra que os níveis de tensão presentes no interior do tanque são altos, porem o risco de explosão é baixo.
Abstract: The handling of liquid fuel can undergo an physical phenomenon known as triboelectric charging, which electrically charges the fuel during the storage and can lead to accidental explosions. Thus, the electric potential was evaluated in a cylindrical tank partially filled with fuel. It was done by solving the Laplace and Poisson equations using the eigenfunction expansion method. The analytical solution of the electric potential was then numerically evaluated by setting the dimensions and parameters based on realistic values, found in practical situations. The resulting values of the numerical evaluation were then compared with a numerical simulation performed in the software FEMM. The comparison pointed that the analytical solution was correct, since the error was lower than one percent. Also, the numerical evaluation shows that the voltage inside the tank can reach high levels, however, the risk of an explosion is low.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27595
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