Simulação numérica 1D do desempenho de um motor monocilíndrico com razão volumétrica de compressão variável operando com E100

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Assis, Marcelo Suman Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; Brasil; CEFET-MG
• Palavras-chave em Português: Etanol; Motores de combustão interna; Métodos de simulação; Álcool como combustível; Biocombustíveis
• Link de acesso: https://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/238

Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA) o setor de transportes é o segundo maior gerador de gases intensificadores do efeito estufa, atrás apenas do setor de aquecimento de ambiente. Por estas razões a busca por soluções ambientalmente sustentáveis para o setor de transporte faz-se necessária. A eletrificação da frota apontada por muitos como a solução para este desafio ambiental não é tão promissora quanto parece, uma vez que 63,95% da energia elétrica gerada no mundo é oriunda de fonte fóssil. Projeções estatísticas apontam que pelo menos 73% da frota de veículos leves em 2050 no mundo serão equipados com motores de combustão interna. Neste contexto o desenvolvimento de motores com elevada eficiência de conversão de combustível movido a biocombustíveis é de suma importância. A enorme capacidade do Brasil em produzir etanol, associado as suas propriedades físico-químicas que fazem deste combustível uma excelente opção para alimentação dos motores de ignição por centelha e a disponibilidade de uma rede de distribuição deste combustível em todo território nacional fazem dele a alternativa mais interessante para o Brasil. Este trabalho tem como objetivo avaliar o potencial de redução de consumo específico de combustível através do aumento da razão volumétrica de compressão () para um motor movido exclusivamente a etanol. Para este fim um modelo matemático 1D usando o código do GT-Power foi desenvolvido, para um motor monocilíndrico de pesquisa experimental da AVL modelo 5496. A partir de dados experimentais este modelo foi calibrado e validado para todas as condições de operação testadas, onde a razão volumétrica de compressão é variada em 11,5:1, 13,0:1, e 15,0:1, operando com etanol hidratado E100. Uma boa concordância entre os resultados numéricos e experimentais foi observada. Os erros numéricos nos parâmetros de desempenho ficaram abaixo dos 5%. A análise dos dados numéricos obtidos para ISFC mostram que o aumento de uma razão volumétrica de compressão de 11,5:1 a 15,0:1, adequada para as propriedades físico-químicas do etanol, podem proporcionar uma redução do ISFC superior a 4,2%.