Estimação das emissões de O2 e CO2 na combustão de gás natural em um forno industrial através de imagens de chamas e redes neurais

Nascimento, Rodrigo Marques de Almeida

Trabalho de Conclusão de Curso

Estimação das emissões de O2 e CO2 na combustão de gás natural em um forno industrial através de imagens de chamas e redes neurais

Combustion is currently the main method to produce energy in the world energy matrix. Through the burning of oil, coal and natural gas, mankind supplies its energy needs while migrating in a balanced way to renewable energy sources. From this context comes the need for efficient control of combustio...

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Autor principal:	Nascimento, Rodrigo Marques de Almeida
Grau:	Trabalho de Conclusão de Curso
Idioma:	por
Publicado em:	Brasil 2022
Assuntos:	Combustion Computer Vision Natural Gas Neural Networks Virtual Sensors ENGENHARIAS Gás natural Combustão Energia - Conservação Fornos - Combustão Redes neurais (Computação) Inteligência artificial
Acesso em linha:	http://riu.ufam.edu.br/handle/prefix/6264

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spelling	oai:localhost:prefix-62642025-03-10T20:35:34Z Estimação das emissões de O2 e CO2 na combustão de gás natural em um forno industrial através de imagens de chamas e redes neurais Estimation of O2 and CO2 emissions during natural gas combustion in an industrial furnace using flame images and neural networks Nascimento, Rodrigo Marques de Almeida Silva Neto, Gustavo Cunha da http://lattes.cnpq.br/9570264281584476 Chuí, Danilo de Santana http://lattes.cnpq.br/5006940841845349 Silva, Nilton Pereira da http://lattes.cnpq.br/5104307160495296 https://orcid.org/0000-0002-1024-6560 https://orcid.org/0000-0002-1024-6560 https://orcid.org/0000-0002-0705-1949 https://orcid.org/0000-0002-0705-1949 https://orcid.org/0000-0002-0723-5078 Combustion Computer Vision Natural Gas Neural Networks Virtual Sensors ENGENHARIAS Gás natural Combustão Energia - Conservação Fornos - Combustão Redes neurais (Computação) Inteligência artificial Combustion is currently the main method to produce energy in the world energy matrix. Through the burning of oil, coal and natural gas, mankind supplies its energy needs while migrating in a balanced way to renewable energy sources. From this context comes the need for efficient control of combustion, a key process in reducing the consequences of the greenhouse effect, and hence an accurate measurement of CO2 and O2 emissions in combustion processes. Due to the hostile process conditions such as high temperature, difficult access to the controlled area and the risk of explosion, the use of sensors on the flame is often impractical and image monitoring has proven to be a convenient alternative. In this paper, an inference device based on artificial neural networks that uses monochromatic flame images captured by a CCD (chargedcoupled device) camera is designed to estimate CO2 and O2 emissions in a natural gas furnace. The proposed method seems promising: it estimates without delay, unlike traditional gas analyzers, and with good accuracy on the tested equivalence ratios (root mean square error below 2%) A combustão é atualmente o principal método utilizado para produzir energia na matriz energética mundial. Através da queima de petróleo, carvão mineral e gás natural a humanidade supre suas necessidades energéticas enquanto migra equilibradamente para fontes de energias renováveis. Deriva-se desse contexto então a necessidade de um controle eficiente da combustão, um processo-chave na redução das consequências do efeito estufa, e, por procedência, de uma medição precisa das emissões de O2 e CO2 em processos de combustão. Devido às condições hostis de processo como a alta temperatura, o difícil acesso à área controlada e o risco de explosão, a utilização de sensores diretamente na chama muitas vezes é inviabilizada e o monitoramento por imagens tem se mostrado uma alternativa conveniente. Neste trabalho, um dispositivo de inferência baseado em redes neurais artificiais que utiliza imagens de chamas monocromáticas capturadas por uma câmera CCD (charged-coupled device - dispositivo de carga acoplada) é projetado para estimar as emissões de O2 e CO2 em um forno a gás natural. O método proposto demonstra ser promissor, pois estima sem atraso, diferente de analisadores de gases tradicionais, e com boa precisão nas razões de equivalência testadas (raiz do erro quadrático médio abaixo de 2%). 3 Não 2022-07-05T20:55:55Z 2022-06-30 2022-07-05T20:55:55Z 2022-06-22 Trabalho de Conclusão de Curso http://riu.ufam.edu.br/handle/prefix/6264 por Acesso Aberto Brasil FT - Faculdade de Tecnologia Manaus (AM) Engenharia Mecânica - Bacharelado - Manaus
institution	Repositório Institucional - Universidade Federal do Amazonas
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Estimação das emissões de O2 e CO2 na combustão de gás natural em um forno industrial através de imagens de chamas e redes neurais

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