Desenvolvimento de um injetor centrífugo dual para biocombustíveis líquidos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2011
Autor(a) principal: Roger Apaza Vásquez
Orientador(a): Fernando de Souza Costa
Banca de defesa: Wladimyr Mattos da Costa Dourado, Pedro Teixeira Lacava
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Combustão e Propulsão
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Resumo em Inglês: The continuous rise in oil prices and the growth in environmental concerns have raised the interest for the use of biofuels, especially ethanol and biodiesel. Pure biofuels and blends of them with gasoline and diesel have been used primarily in internal combustion engines for vehicles. On the other hand, environmental legislation has become more stringent, establishing limits for pollutant emissions in engines, turbines, furnaces, boilers and industrial combustion processes. Therefore, it is of interest to the country and companies to investigate the use of biofuels in industrial applications, aiming to reduce costs, increase efficiency of operations and reduce the emission of pollutants. The objective of this work is to perform a theoretical and experimental study of a dual pressure swirl injector for atomization of biofuels. An injector prototype was built for comparative testing with distillate water, hydrated ethanol and B100 soy biodiesel. The atomization characteristics of the injector were obtained in a test bench specially developed for this research. The discharge coefficients, the average droplet diameters, the distribution of droplet sizes, the spray cone angles, the spray mass distributions, and the effects of operating pressures and mass flow rates of biofuels on the performance of the injector were determined.
Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2011/03.21.19.00
Resumo: O aumento continuado nos preços do petróleo e as crescentes preocupações ambientais têm elevado o interesse pela utilização de biocombustíveis, em especial o etanol e o biodiesel. Biocombustíveis puros e misturas destes com a gasolina e o diesel têm sido empregados principalmente em motores de combustão interna para veículos. Por outro lado, a legislação ambiental tem se tornado cada vez mais rigorosa, estabelecendo limites rígidos para as emissões de poluentes em motores, turbinas, fornos, caldeiras e processos de combustão industriais. Conseqüentemente, é de interesse do país e das empresas investigar a utilização dos biocombustíveis em aplicações industriais, visando reduzir custos, aumentar a eficiência de operações e reduzir a emissão de poluentes. O objetivo deste trabalho é realizar um estudo teórico-experimental de injetores centrífugos duais para atomização de biocombustíveis. Um protótipo de um injetor centrífugo dual foi construído para realização de testes comparativos com injeção de água destilada, etanol hidratado e biodiesel de soja B100. Foram obtidas as características de atomização em uma bancada de testes especialmente desenvolvida para esta pesquisa. Foram determinados os coeficientes de descarga, os diâmetros médios das gotas, as distribuições de diâmetros de gotas, os ângulos de cone do \textit{spray}, as distribuições da massa do \textit{spray} e os efeitos das pressões de operação e das vazões mássicas dos biocombustíveis sobre o desempenho do injetor.