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Title: Análise do desempenho de um motor do ciclo diesel operando de forma dual (diesel/biodiesel - gás natural) em pequenas centrais termoelétricas.
Other Titles: Performance analysis of a dual cycle diesel engine (diesel / biodiesel - natural gas) in small thermoelectric plants.
???metadata.dc.creator???: SILVA, Rodrigo Moura da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: COSTA, Yoge Jerônimo Ramos da.
???metadata.dc.contributor.referee1???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: GURGEL, José Mauricio de Matos.
Keywords: Diesel;Biodiesel;Gás Natural;Combustão;Motor Dual;Modelagem Matemática;Sistema Termomecânico;Motor de Combustão;Natural gas;Combustion;Dual Motor;Mathematical Modeling;Thermomechanical System;Combustion Engine
Issue Date: 15-Aug-2012
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, Rodrigo Moura da. Análise do desempenho de um motor do ciclo diesel operando de forma dual (diesel/biodiesel - gás natural) em pequenas centrais termoelétricas. 2012. 155f. (Dissertação de Mestrado), Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2012. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8650
???metadata.dc.description.resumo???: A escassez de fontes energéticas e impacto ambiental são fatores determinantes para a existência de novos estudos da conversão e uso de energia e a redução dos níveis de poluentes na atmosfera. Em se tratando de motores diesel a operação que usa de forma dual os combustíveis diesel e gás natural tem sido bastante pesquisada e difundida nos últimos anos e é indicada na literatura como uma das melhores formas para controlar emissões de poluentes oriundos dos mesmos. Outra forma também de se almejar o mesmo é usar a nova alternativa de combustível que é o biodiesel, que é um combustível não fóssil. Neste sentido, este trabalho tem como objetivos estudar via modelagem matemática um sistema termomecânico composto de um motor de combustão interna do ciclo diesel operando de forma dual (combinações de diesel/biodiesel e gás natural) acoplado a um gerador elétrico. O sistema é equipado com acessórios de medição de vazão, pressão, temperatura, potência e emissões. Os experimentos foram conduzidos com o motor operando numa variação de carga de 40 kW a 120kW, a uma taxa de substituição de diesel por gás natural de cerca de 85% e com várias misturas de biodiesel com diesel em percentual volumétrico do primeiro na mistura (B5 a B100). Como principais conclusões observaram-se: valores de emissão de SO2 dissonantes com a literatura; certos percentuais de biodiesel em mistura com diesel promoveram resultados um pouco piores que na utilização de diesel puro para as emissões de CO e CxHy (metano) e, por outro lado, resultados bastante promissores nas emissões de CO2 e NOx e eficiência de combustão; a eficiência de combustão teórica comparada à experimental produziu erros médios de no máximo 20%; a eficiência energética na condição dual de uso de combustível no mínimo se nivela a condição de operação de diesel puro; quanto menor o percentual de biodiesel na mistura a fração molar de vapor de água de escape e a temperatura de orvalho são maiores; o modelo se mostrou eficaz na simulação por mostrar boa relação entre os dados experimentais e os resultados teóricos.
Abstract: The shortage of energy sources and environmental impact are crucial for the existence of new studies of the conversion and use of energy and reduce the levels of pollutants in the atmosphere. When it comes to diesel, the operation that uses in dual form diesel and natural gas has been widely researched and publicized in recent years and is indicated in the literature as one of the best ways to control emissions of pollutants from them. Another way also to aim the same objective is to use the new alternative fuel that is biodiesel, which is a non-fossil fuel. Thus, this academic work aims to study via mathematical modeling a thermomechanical system composed of a internal combustion engine operating cycle diesel in dual form of fuel utilization (combinations of diesel / biodiesel and natural gas) coupled to an electric generator. The system is equipped with accessories for measuring flow rate, pressure, temperature, power and emissions. The experiments were conducted with the engine operating at a load variation from 40 kW to 120kW, the rate of substitution of diesel by natural gas of about 85% and with various blends of biodiesel with diesel, varying the volumetric percentage of biodiesel in the blend (B5 the B100). As main findings were observed: values for SO2 dissonant with the literature; certain percentage of biodiesel blended with diesel promoted slightly worse results than the use of diesel to pure CO and CxHy (methane) and, on the other hand, very promising results in emissions of CO2 and NOx and combustion efficiency; theoretical combustion efficiency compared to experimental results produced mean errors of up to 20%; energy efficiency in the condition of dual fuel use at least flattens the condition pure diesel operation, the lower the percentage of biodiesel in the mixture, the mole fraction of water vapor in the exhaust and dew temperature are larger; the model was effective in simulation, showing good relationship between experimental and theoretical results.
Keywords: Diesel
Biodiesel
Gás Natural
Combustão
Motor Dual
Modelagem Matemática
Sistema Termomecânico
Motor de Combustão
Natural gas
Combustion
Dual Motor
Mathematical Modeling
Thermomechanical System
Combustion Engine
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Mecânica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8650
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