Desempenho e emissões de um motor acoplado a um gerador de energia elétrica operando com injeção direta de óleo diesel e etanol sobre hidratado/Ivair Carvalho de Souza ; orientador: Sergio de Morais Hanriot

Autor: Souza, Ivair Carvalho de
Přispěvatelé: Hanriot, Sérgio de Morais Orientador, Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Instituição
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_MINAS
Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC MINAS)
instacron:PUC_MINS
Popis: Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f. 137-149. Este trabalho avalia o desempenho e emissões de poluentes de um conjunto moto-gerador, equipado com um motor de ignição por compressão adaptado para operar com injeção direta de etanol e óleo diesel realizada por sistemas separados. Os experimentos foram executados com cargas variando entre 15 kW e 37,5 kW, ângulo de injeção de etanol de 40º CA antes do ponto morto superior (APMS) e ângulo de injeção de óleo diesel de 23º CA APMS. O óleo diesel foi substituído por etanol em percentuais de massa variando entre 52% e 59%, sendo que o etanol foi sobre hidratado com água destilada em percentuais de massa variando de 7% até 30%. As emissões e desempenho do motor apresentaram comportamentos distintos, variando conforme carga e teor de hidratação. Foi possível operar o motor por intervalo de tempo maior em cargas altas, sem a ocorrência do desligamento automático por superaquecimento. Os resultados indicaram reduções significativas nas emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) e opacidade da fumaça para todas as misturas utilizadas quando comparadas com o óleo diesel. Foi observado uma redução de aproximadamente 3,8% no consumo específico de combustível operando com etanol sobre hidratado em cargas altas, seguido de um aumento de até 5% na eficiência de conversão de combustível do motor nesta faixa. Foi constatado atraso de ignição com a utilização do etanol hidratado, sendo que este não variou de forma significativa com o volume de hidratação do combustível, mas sim com a carga de operação. Constatou-se também que a presença de maior volume de água no combustível favoreceu o aumento da pressão no cilindro em cargas maiores. Esta pesquisa mostrou que a utilização de misturas de combustível contendo óleo diesel e etanol sobre hidratado, injetados diretamente por sistemas separados, pode favorecer a redução de emissões de gases poluentes. A técnica utilizada pode também contribuir para a redução da dependência de combustíveis derivados de petróleo, seguido de uma possível redução do custo de produção do combustível renovável, sem prejuízo ao desempenho do motor. Palavras-chave: Motor Diesel. Etanol sobre hidratado. Injeção direta. Emissões. This research evaluates the performance and pollutant emissions of a motor-generator set, equipped with a compression ignition engine adapted to operate with direct injection of ethanol and diesel oil. Fuel injection was performed by separate systems. The experiments were carried out with loads varying from 15 kW to 37.5 kW, ethanol injection angle of 40 º CA before the top dead center (BTDC) and 23 º CA BTDC diesel injection angle. The diesel fuel was replaced by ethanol mass percentages from 52% to 59%, with ethanol being over hydrated from 7% to 30% by water mass. The emissions and performance of the engine presented different behaviors, varying according to load and hydration content. It was also possible to operate the motor for longer time at high loads, without occurrence of automatic shutdown due to overheating. The results showed significant reductions in the emissions of nitrogen oxides (NOx) and smoke opacity for all the fuel mixtures used. An approximately 3.8% reduction in specifc fuel consumption was observed with ethanol over hydrated at high loads, followed by 5% increase in engine fuel conversion efficiency in this range. The occurrence of ignition delay with the use of hydrated ethanol did not vary significantly with the hydration volume, but it varies with the operating load. It was also verified that the presence of a higher volume of water in the fuel favored in-cylinder pressure increase at higher loads. This research indicated that the use of fuel mixture containing diesel oil and ethanol/water blend directly injected by separate systems can favor the reduction of the emissions, as well as reducing reliance on petroleum-based fuels, followed by a possible cost reduction in this renewable fuel production, without prejudice to the performance of the engine. Keywords: Diesel engine. Over hydrated ethanol. Direct injection. Emissions.
Databáze: OpenAIRE
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