Análise experimental e em CFD de motor diesel alimentado com biocombustíveis adaptáveis à matriz energética brasileira em modo dual fuel

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: SOUZA, Túlio Augusto Zucareli de
• Orientador(a): RODRIGUEZ, Christian Jeremi Coronado
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
• Departamento: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Motor diesel; Dual fuel; Biocombustíveis; CFD; Cinética química
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4019

Com a crescente demanda energética, o surgimento de legislações ambientais cada vez mais rigorosas e com os carros elétricos longe de se tornarem uma realidade em larga escala, novos vetores energéticos têm sido propostos como soluções para motores de combustão interna. Neste sentido, biogás, biometano e gases de síntese representam opções que, embora ainda não amplamente utilizadas no transporte brasileiro, merecem atenção. Além do uso de novas fontes energéticas, técnicas inovadoras – como o modo dual fuel – podem aproveitar ainda mais o potencial de diferentes combustíveis, como o HVO (do inglês “óleo vegetal hidrotratado”), para otimizar o funcionamento do motor dos pontos de vista de eficiência e das emissões de poluentes. Desta forma, na presente tese propõe-se uma análise experimental e numérica de um motor diesel monocilindro operando em modo dual fuel com combustíveis adaptáveis à matriz energética brasileira. Foi observado o potencial destes combustíveis na substituição parcial do diesel, com potencial redução nas emissões de NOx (até 25,8%) e material particulado (até 86%), associado a um pequeno decréscimo nas eficiências térmica (até 12.5%) e de combustão (até 4.2%). No caso da substituição de diesel por HVO, foram observadas melhorias tanto nas emissões (NOx, CO, CO2, HC e material particulado) como na eficiência térmica. Por fim, a combinação dos combustíveis gasosos com o HVO levou à mesma tendência observada para o diesel, porém com resultados superiores em termos de eficiência e emissões. Em todos os casos, o modelo CFD em ANSYS Forte® forneceu análises adicionais dos resultados experimentais, e representa uma opção para extrapolação de resultados, otimização e predição da operação do motor sem a necessidade de testes adicionais.