Reologia de Biodiesel de origens diversas e das misturas Diesel/Biodiesel

• Ano de defesa: 2008
• Autor(a) principal: CAVALCANTI, Luiz Antonio Pimentel
• Orientador(a): SARMENTO, Sandra Maria
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Biodiesel; Biodiesel e misturas com o diesel; Comportamento reológico; Predição de viscosidade e densidade; Modelos Fenomenológicos
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/6409

Com o esgotamento do petróleo e o aumento dos custos dos combustíveis derivados, são necessários estudos sobre os combustíveis alternativos. O Biodiesel (B100) é um composto de ésteres de ácidos graxos, geralmente metílicos (ou etílicos) (FAMES / FAEEs) derivados de óleos vegetais, gorduras animais ou de óleos de rejeitos de frituras, obtidos principalmente através da transesterificação, é uma fonte alternativa de energia. É renovável, disponível localmente, biodegradável e provou ser um combustível limpo. A viscosidade do B100 é uma das propriedades físicas críticas relativas à sua aplicabilidade em motores diesel de injeção direta devido a: a) A temperaturas baixas o B100 torna-se viscoso, podendo gelificar ou cristalizar, causando dificuldades ao escoamento no motor; b) Um aumento na viscosidade do B100 geralmente afeta o processo de atomização propiciando a ocorrência de reações competitivas, como combustão incompleta e polimerização. A viscosidade do B100 é cerca de 1,5 vezes superior à do diesel comercial(B0). A viscosidade do B100 e suas misturas com B0 depende diretamente da temperatura, comportamento semelhante ao do diesel puro, isto é, diminui com a temperatura de forma exponencial. Por outro lado, a viscosidade destes combustíveis aumenta com o comprimento da cadeia e grau de saturação FAMEs / FAEEs. Este trabalho visa investigar o comportamento mecânico do B100 e suas misturas com B0 (B2 a B50), estudando seu comportamento reológico e medir a sua viscosidade dinâmica e massa específica, a uma dada temperatura. Além disso, modelos preditivos da literatura para a viscosidade de misturas de líquidos não associados foram aplicados para B100 (Modelos de Andrade, Krisnangkura e Allen) e suas misturas (Modelo de Andrade). Os dados obtidos para a massa específica do B100 e suas misturas foram considerados adequados para o Modelo de Liew. Os B100 utilizados neste estudo foram derivados do óleo de mamona, algodão, sebo bovino e Oiticica. Os B100 de mamona, algodão e oiticica foram produzidos em uma unidade piloto com reator em batelada (Laboratório de combustíveis da Universidade Federal de Pernambuco), utilizando metanol e hidróxido de sódio como catalisador. As misturas de B100 com diesel (Metropolitano - Tipo D) foram preparadas gravimetricamente. A composição média do B100 foi determinada por um cromatógrafo CG, Modelo CG Master. A massa específica do B100 e suas misturas foram medidas por um densimetro Anton-Paar Digital, modelo DMA 4500. O reômetro Brookfield, modelo LVDV-III (Spindles modelos: SC4-31 e SC14-18) foi utilizado para medir a viscosidade aparente dos fluidos, bem como elucidar os seus comportamentos reológicos. As condições operacionais foram: Temperatura: 20 °C a 60°C; Taxa de cisalhamento: 66s-1 a 333s-1. O valor da viscosidade dinâmica foi obtido utilizando o conceito de viscosidade aparente para fluidos newtonianos. Os Modelos de Andrade e Liew foram usados para predizer os valores da viscosidade e densidade dos óleos vegetais/sebo bovino, B100 e misturas em função da temperatura. Esses modelos foram ajustados por regressão não-linear. Os parâmetros dos Modelos foram obtidos. Os Modelos de Andrade e Liew predizem a viscosidade e densidade do B100 e suas misturas com B0 com desvios em torno de 3%. Por outro lado, os Modelos de Krisnangkura e Allen foram utilizados para a predição de valores da viscosidade em função da composição de FAMEs. Os Modelos de Allen e Krisnangkura predizem viscosidade dinâmica do B100 com desvios de 10% e 5%, respectivamente. Um banco de dados experimental foi criado para estudar o B100 e suas misturas com B0. A técnica da ANOVA foi utilizada para verificar a adequação dos dados experimentais