Felipe Murad Relatorio Anual final - puc-rio.br · Simulação ciclo Dual do ar Através dela, simular o processo de combustão em um motor e adaptá-lo para funcionar com combustíveis

Departamento De Engenharia Mecânica

COMBUSTÃO DIESEL-ETANOL

Aluno: Felipe Warwar Murad Orientador: Sergio Leal Braga

1. Introdução: Esse relatório visa apresentar as soluções obtidas no período de 1/agosto/2012 até

16/Julho/2013 do projeto “combustão Diesel-Etanol”, além de detalhar a metodologia e os ensaios empregados.

Todavia, os resultados obtidos neste relatório poderão ser revisados em futuras etapas do projeto já que as técnicas empregadas não são usuais. As simulações abordadas também poderão ser revisadas e comparadas com próximos testes.

Abaixo se encontra um pequeno resumo das simulações e ensaios feitos.

2. Revisão Bibliográfica

2.1. Contexto Global e Importância A preocupação com o meio ambiente se tornou principal tema mundial resultando

em medidas cada vez mais rígidas de controle de emissões (no caso automobilístico, os principais poluidores que as constituem são o Nox, o CO, o CO2, e o material particulado).

Desde a década de 70, essas medidas vêm sido agrupadas em normas que são adaptadas e aplicadas em escala mundial. Alguns exemplos são o EURO I, EURO II, EURO III, EURO IV, EURO V e, futuramente, o EURO VI. Na figura 2.2 é mostrado um gráfico dessas normas com relaçao aos principais poluentes automobilísticos.

Além do fator da poluição, grande parte dos países tenta, cada vez mais, se desvincular do petróleo. Isso por causa da sua crise na década de 70 que fez com que houvesse uma revisão na política energética mundial.

Graças a essas questões tanto na parte social e econômica quanto na política, pesquisadores empenham-se em descobrir outras fontes energéticas ou outras estratégias que venham, pouco a pouco, reduzir a dependência do petróleo. Um desses possíveis métodos seria o processo bicombustível (diesel-etanol) tratado neste projeto. Ele beneficiaria, sobretudo, o Brasil, pois, o etanol é produzido da cana de açúcar (matéria prima abundante no Brasil) e com os avanços da biotecnia, este álcool vem ocupando

Atividade Objetivo Desenho da montagem Cabeçote-Injetor Descobrir possíveis formas de adaptação

do cabeçote do motor para que o conjunto funcione realizando o processo bicombustível.

Simulação ciclo Dual do ar Através dela, simular o processo de combustão em um motor e adaptá-lo para funcionar com combustíveis distintos.

Adaptação da máquina de compressão rápida (MCR)

Adaptar a máquina de compressão rápida para que ela possa simular a combustão do processo bicombustível e evitar possíveis problemas com as trocas de calor


mais espaço na matriz energética brasileira. Para ilustrar, abaixo é mostrado o crescimento de alguns combustíveis com o passar dos anos.

Figura 2.1- Evolução do consumo energético fonte: MME, 2008

Figura 2.2 - Evolução da norma EURO para as emissões de material particulado, NOX e CO

em veículos de passageiros com motores Diesel segundo EUDC e NEDC (UMICORE 2008).


2.2. O Processo Bi Combustível Correlacionado com Emissões Antes de comentar a ideia principal do projeto, deve-se mostrar algumas

características do óleo diesel e do etanol. O diesel é produzido pela destilação fracionada do petróleo tendo a sua

composição quimica dificilmente definida. Utiliza-se em motores deste tipo, o combustível representado por C12H26. Por apresentar um alto valor de número de cetano (fator que caracteriza a qualidade da ignição) o seu rendimento é alto na combustão. Em decorrencia dessa mesma qualidade, porém, o fluxo de algumas emissões torna-se bastante considerável (já que essa propriedade está ligada com a cinética da reação química). Abaixo é mostrada a reação balanceada da combustão do óleo:

𝐶!"𝐻!" + 18,5𝑂! + 69,56𝑁! → 12𝐶𝑂! + 13𝐻!𝑂 + 69,52𝑁! Diferentemente do composto acima, os álcoois são interessantes quando há o

intuito de reduzir emissões. Isso porque eles apresentam baixa concentração de carbono em sua molécula evitando a emissão de CO, CO2 e material particulado. Além disso, possuem alta volaticidade e contém oxigênio em sua molécula, o que são fatores que beneficiam a combustão. Por não ser de difícil aquisição o projeto usará o etanol como combustível alternativo ao invés do metanol ou outros alcoois.

A grande vantagem de utilizar o processo bicombustível é substituir, parcialmente ou totalmente, o diesel pelo etanol tentando manter constante, ou até melhorar, a eficiência térmica do motor. Estudos mostram também que haverá a redução nas emissões de alguns poluentes (NOx e material particulado). Isso porque menos quantidade de óleo será utilizada na combustão dando lugar ao etanol. Chamou-se esse valor não utilizado de diesel de “taxa de substituição Diesel-Etanol”. Os benefícios são notáveis, contudo, também existirá um forte aumento de CO e de hidrocarbonetos não queimados como consequencia.

Atualmente, foram descobertas várias técnicas para realizar a combustão dual de dois combustíveis [1]. Neste projeto, se tratou apenas a injeção direta na camera de combustão e a injeção indireta de etanol nos pórticos de admissão. Nas próximas sessões serão descritas cada uma dessas técnicas.

2.3. Injeção Direta Consiste na injeção dos dois combustiveis diretamente na camara de combustão.

No caso, o diesel (combustível piloto) é inserido antes do alcool para que esse segundo composto inflame. A troca dessa ordem pode acarretar em sérios problemas para a combustão.

A grande vantagem dessa estratégia é a possibilidade de substituir quantidades elevadas de diesel (principalmente em altas cargas) [2].

O principal problema é a adaptação do motor para comportar os dois sistemas (o de óleo e o de alcool). Além disso, há o aumento de emissões de CO e de hidrocarbonetos não queimados, mesmo havendo a redução de NOx e material particulado (investigação feita pela EPA – Agência de Proteção ambiental dos Estados Unidos).

2.4. Injeção nos Pórticos de Admissão Consiste em injetar o etanol em quatro pórticos de admissão (perto das válvulas

de admissão) enquanto o óleo é inserido normalmente na camara. O objetivo principal dessa técnica é criar uma pré mistura ar-etanol (quase que homogênia) antes da combustão. Assim como a injeção direta, a mistura é inserida após a queima do diesel.

As vantagens principais são a substituição de cerca de 50% [3] de oleo diesel e a formação de uma pré mistura quase que homogenea.


As desvantagens do processo são as mesmas que na injeção direta.

2.5. Gráficos dos ciclos de combustão/ Ciclo Dual ou misto As propriedades do gráfico PxV e TxS do combustível ao decorrer do processo de

combustão são de difícil determinação. Apesar disso, é possível simular um gráfico aproximado chamado de gráfico Misto ou Dual [4] mostrado na figura abaixo:

Figura 2.3 – Ciclo Dual ou Misto

Analisando-o, pode-se notar que ele aparenta ser uma junção do ciclo Otto com o ciclo Diesel, portanto, para fins de melhor esclarecimento se chamou o processo 3-4 de “parte Diesel do ciclo Dual” e o 2-3 de “parte Otto do ciclo Dual”.

Observando os gráficos anteriores podemos fazer as seguintes análises: 1- Os processos 1-2 e 4-5 são isentrópicos (ciclo irreversível) 2- Os processos 2-3 e 5-1 são isovolumétricos 3- O processo 3-4 é isobárico 4- Há acrescimo de calor no processo 2-3 e 3-4 enquanto que há retirada no 5-1

Sabendo dessas propriedades podemos escrever as seguintes equações: -Para 2-3 e 5-1:

𝑉! = 𝑉! ;𝑉! = 𝑉! -Para 3-4:

𝑃! = 𝑃! -Para 1-2 e 4-5:

𝑠! = 𝑠!; 𝑠! = 𝑠!; 𝑃!𝑉!! = 𝑃!𝑉!!; 𝑃!𝑉!! = 𝑃!𝑉!! -Para o ciclo todo:

𝑊 = 𝑚 ∗ 𝑐![ 𝑇! − 𝑇! + 𝑘 𝑇! − 𝑇! − 𝑇! − 𝑇! ] Tentando facilitar mais a compreensão do processo, introduziu-se as seguintes

variaveis:

𝜃 = (𝑉!𝑉!)!!!; 𝛾 =

𝑉!𝑉!=𝑇!𝑇!; 𝛽 =

𝑃!𝑃!=𝑇!𝑇!; 𝛼 =

𝑇!𝑇!=𝑇𝑚𝑎𝑥𝑇𝑚𝑖𝑛

Utilizando as variáveis descritas acima nas equações anteriores é obtida a seguinte igualdade:

𝑊 = 𝑚 ∗ 𝑐! ∗ 𝑇![𝛽 − 1𝜃 +

𝑘𝛽 𝛾 − 1𝜃 − 𝛾!𝛽 − 1 ]

Nota-se que as variáveis β e γ são responsáveis pela parte do ciclo Diesel (processo 3-4) e pela parte do ciclo Otto (processo 3-2), já que, quando β=1, P2=P3 e T2=T3, ou seja, os pontos 2 e 3 coicidem no gráfico PxT, logo o ciclo se torna Diesel. Da mesma forma, quando γ=1, V4=V3 e T4=T3, ou seja, os pontos 3 e 4 irão ser os


mesmos, resultando em um ciclo Otto. Pode-se, portanto, concluir que a equação acima abrange tanto os ciclos Otto, Diesel e Dual.

É possível também, escrever a eficiencia em função das demais propriedades criadas, a equação será:

𝜂 = 1−𝜃(𝛾!𝛽 − 1)

𝛽 1+ 𝑘 𝛾 − 1 − 1

Por fim, ainda podem-se explicitar os calores inseridos na parte Otto e Diesel, assim:

𝑄! = 𝑐! ∗𝑚 ∗ (𝑇! − 𝑇!) ; 𝑄! = 𝑐! ∗𝑚 ∗ (𝑇! − 𝑇!) Limitações

As equações resultantes podem ser aplicadas apenas para processos irreversíveis e são válidas tanto para os ciclos Diesel, Otto e Misto. Cp e cv são propriedades do fluido, por isso é possível adaptar o processo para combustíveis diferentes substituindo essas constantes. No caso, inicialmente trabalhou-se com o ar como substancia para combustão.

O programa também não leva em conta trocas ou perdas de energia do motor.

3. Material utilizado Nesta sessão serão mostrados os materiais utilizados no decorrer deste relatório

(motor e MCR).

Figura 3.1 – Motor diesel DW10C

Figura 3.2- Máquina de Compressão Rápida (MCR) Vista Parcial


4. Metodologia

4.1. Desenho da Montagem Cabeçote-Injetor

Essa sessão do relatório tem como função mostrar as possíveis adaptações que terão de ser feitas no motor para ele trabalhar no modo bicombustível.

Para está atividade, contou-se com desenhos enviados pelos próprios fornecedores do motor e do injetor. Os arquivos fornecidos estavam em formato “. CATpart” e foram convertidos para o “.SLDPRT” (por questões operacionais) usando o programa “Transmagic R8”.

Foram adquiridos desenhos das seguintes peças: 1- Válvulas de admissão 2- Injetor de Diesel 3- Injetor de Etanol 4- Cabeçote 5- Sistema de escapamento 6- Coletor de Admissão 7- Pistão 8- Uma montagem com todos os componentes acima Abaixo é mostrado todos esses elementos:

Figura 4.1 Desenhos usados nas montagens

A partir do desenho do corte superior do cabeçote pode-se notar que a mesma estrutura se repetia (observar figura 4.2), por isso, foi necessário apenas executar a montagem em uma parte do cabeçote.


Figura 4.2- Corte superior do cabeçote do motor utilizado (Imagem feita no Software

SolidWorks)

A seguir é explicada a geometria deste motor: 1- Os buracos centrais em relação a linha horizontal são destinados ao injetor

diesel(não mostrado na figura 4.2) que injeta o fluido diretamente na câmara de combustão. Por a localização deste injetor já estar definida, não foi necessário realizar nenhuma alteração na localização do mesmo.

2- Os dois tubos acima do local do injetor diesel são os tubos de admissão que se conectam ao coletor de admissão (local de passagem do ar até o cilindro). Mais adiante será apresentada uma monatagem dos injetores com o coletor de admissão.

3- Os dois tubos abaixo do local do injetor diesel são destinados ao escapamento. Nesta etapa do projeto não foi necessário realizar nenhuma adaptação nessas estruturas.

4- Em cada um dos tubos de admissão e exaustão existem quatro furos (um em cada tubo) destinados a comportar as válvulas de admissão e exaustão. Neste motor as válvulas são posicionadas com uma inclinação totalmente vertical com relação à parede inferior do cabeçote

Os demais furos não serão abordados nessa primeira parte, pois não tem influencia com as sucessivas montagens que serão mostradas. Na figura 4.3 é explicitado de forma mais clara cada uma das entidades abordadas.


Figura 4.3- Imagem Explicativa das estruturas primordiais do cabeçote

Dois tipos de montagem foram feitas, uma nos pórticos de admissão (injeção indireta) e outra com o intuito de realizar uma injeção direta. Primeiramente será discutido o segundo tipo. Todas elas foram realizadas utilizando o software SolidWorks.

Montagem para injeção direta (cabeçote-injetor) Essa atividade foi feita com a obrigação do injetor à gasolina estar conectado, o

mais próximo, possível da camera de combustão de tal maneira que não fosse prejudicado o restante do funcionamento do motor. Para resolver o problema serão discutidas duas soluções.

Notou-se a presença de um tubo que liga a parte inferior do cabeçote (próximo ao buraco do injetor de disel) com a lateral do mesmo. Assim, uma das soluções seria a retirada dessa ligação para dar espaço ao injetor de etanol. A figura 4.4 mostra com clareza o furo da vela onde os injetores seriam inseridos. Chamou-se essa montagem de solução 1.

Quanto à questão de funcionalidade, o tubo retirado é utilizado para colocar uma vela. Esse recurso é apenas usado em países de clima frio não apresentando função em regiões tropicais como o Rio de Janeiro. Por esse motivo, ele poderá ser descartado sem menores problemas.

Figura 4.4 – Furos onde será inserido o injetor


Além dessa montagem, atingiu-se outra solução. A partir dos desenhos comentados, foi possível observar que o injetor tratado poderia vir a ser colocado logo acima do cilindro. Chamou-se essa solução de solução 2. Para que a ela fosse válida, haveria a necessidade de realizar algumas adaptações em certos locais do cabeçote, porém, a furação não provocaria nenhum dano ao funcionamento do motor. Mais adiante será discutida a escolha da melhor montagem a ser utilizada.

Montagem para injeção indireta (cabeçote-injetor) Além da injeção direta onde o injetor introduz o combustível na camera de

combustão uma opção de adaptação interessante seria fazer o motor operar usando a estratégia de injeção nos pórticos de admissão (como já foi abordada anteriormente).

Para isso foi realizada uma última montagem com os dois injetores acoplados no coletor de admissão. Com essas alterações o coletor funcionaria sem demais alterações havendo apenas a necessidade de furá-lo, mas, sem danificá-lo.

3.2. Simulação do Ciclo Dual Usando o software EES (Engineer Equations Solver) junto com as equações

Termodinâmicas comentadas na sessão teórica, foi possível montar um programa que simula o Ciclo Dual do ar. Mais informações e comentários sobre o programa podem ser vistos na figura 4.5.

A tabela abaixo apresenta o significado das variáveis mais importantes Variáveis Significado t_1 t_2 t_3 t_4 t_5 Temperaturas nos estados 1,2,3,4,5 v_1 v_2 v_3 v_4 v_5 Volumes nos estados 1,2,3,4,5 P_1 P_2 P_3 P_4 P_5 Pressões nos estados 1,2,3,4,5 b Variável responsável pela “parte Diesel”

(processo 3-4) y

Variável responsável pela “parte Otto” (processo 2-3)

eta Eficiencia m_dot Massa de liquido injetado k Razão entre cp e cv c_v Capacidade Calorífica à volume constante c_p Capacidade Calorífica à pressão constante Q_Otto_dot Calor fornecido à “parte Otto” Q_Diesel_dot Calor fornecido à “parte Diesel” D Taxa de compressão a Razão entre as temperaturas máxima e

mínima W_max Trabalho máximo levando em conta certas

condições de contorno inseridas W_net Trabalho total feito pelo ciclo theta Propriedade definida na revisão

bibliográfica X Razão entre W_net e W_max l, v, t, b_1 Variáveis estipuladas para o melhor

funcionamento do programa (não apresentam nenhuma função para o ciclo)

Tabela 2 – Significado das variáveis utilizadas no programa


Figura 4.5 – Programa de simulação do ciclo misto feito no EES

O programa acima foi montado com certas condições de contorno pré-determinadas. Elas, porém, podem ser alteradas dependendo da aplicação de interesse.

Como se pode ver através da tabela e da imagem acima, o código gerado é capaz de manipular o calor inserido tanto na parte Diesel quanto na parte Otto e através disso, junto com algumas condições de contorno, determinar as demais propriedades do ciclo. No caso, a mais visada nessa atividade é a eficiencia.

As constantes cp e cv foram usadas baseadas no ar. Assim, é possível alterar essas duas variáveis para outro combustível. O EES fornece um Database bem extenso com relação à elas abrangendo vários combustíveis (motivo pelo qual ele foi escolhido para essa atividade).

Para testar os resultados obtidos foram feitos três gráficos (um seguindo o ciclo Otto, outro seguindo o ciclo Diesel e outro seguindo o ciclo Dual do ar) de tal forma


que o mesmo calor fossem inserido nos 3 processos (no caso do ciclo Dual, metade do calor foi destinada à parte Diesel e a outra metade à parte Otto). Os gráficos foram sobrepostos e estão sendo mostrados na imagem asseguir.

Figura 4.6 – Gráficos dos ciclos Otto (Azul ), Diesel (vermelho) e misto (roxo)

Ainda com o intuito de comprovar os resultados, eles foram devidamente comparados com problemas do ciclo Otto e Diesel em certos livros didáticos de termodinâmica [5] e os mesmo gráficos da tese de origem [6] foram feitos (figura 5.4 A). Além disso, foi criado um campo teórico (com temperaturas, pressões e volumes fornecidos pelo próprio EES) com a finalidade de serem comparados. Para o programa ser válido, ambos os campos deveriam apresentar os mesmos valores. A imagem 4.7 mostra o resultado de uma dessas comparações para as condições retratadas no caso da figura 4.5. Como pode ser observado, ambos os campos coicidem.

Figura 4.7 – Comparação dos campos “Real” e “Teórico” (imagem adulterada para

melhor visualização)


Com intuito de otimização do ciclo Dual, o calor fornecido à parte Diesel e Otto foi constantemente alterado para obter a melhor eficiência do ciclo. Mais gráficos foram traçados para demonstrar o comportamento da eficiência do ciclo com a variação de b , y e t1.

3.3. Montagem das alterações na máquina de compressão Rápida (MCR) Para que a MCR trabalhe executando o processo bicombustível algumas alterações teriam de ser feitas, principalmente, por ela comportar apenas um injetor, portanto, haveria a necessidade de realizar outra furação na própria máquina para que pudesse ser inserido o de etanol (preferencialmente paralelo ao de diesel para que haja uma melhorhomogenização da mistura). Essa montagem, porém, ainda não foi realizada nessa etapa do trabalho, por isso, não será discutida em detalhes neste relatório. Além disso, notou-se que a MCR por si só apresentava resultados divergentes quando comparados com os das demais máquinas do laboratório de mecânica veicular (LEV). Acredita-se que o que impulsionava isso seriam as trocas de calor do interior da máquina com o ambiente.

Tentando solucionar este problema, novas montagens foram feitas envolvendo partes da MCR com anéis e tubos compostos de um material isolante (borracha). Os objetivos primordiais da atividade foi mostrar o produto final (MCR com as resistências) e estipular a geometria dos isolantes para que pudessem acoplar-se à máquina. As figura abaixo mostra um pequeno esquema da máquina e destaca os locais que teriam maior fluxo de trocas de calor com o ambiente.

Figura 4.8 – Esquema da MCR


Figuras 4.9– Locais de acoplagem das resistências

5. Apresentação dos Resultados

5.1. Montagem Cabeçote-Injetor Abaixo são mostradas Todas as montagens realizadas para o modelo de injeção direta.

Figura 5.1.A – Solução 1A


Figura 5.1.B – Solução 1B

Figura 5.1.C – Solução 2

A opção representada pela figura 5.1.A foi escolhida como a melhor alternativa. A razão disso foi porque a opção C, mesmo sendo a melhor teoricamente, era de difícil praticabilidade, pois, a furação deveria ser precisa, qualquer falha poderia acarretar no mal funcionamento do motor. Além disso, na opção B pode-se notar que o injetor não


alcança o final do cabeçote, por isso, foi escolhido para o trabalho um outro com bico mais longo (representado na alternativa A). A figura abaixo representa os detalhes do novo injetor que possui as mesmas propriedades do anterior com excessão das dimensões:

Figura 5.2 – Injetor de bico mais longo (“novo injetor”)

5.2. Montagem da injeção indireta Pôde-se chegar apenas a uma solução para o modelo de injeção indireta, porém,

acredita-se que ele é suficiente para atender as necessidades exigidas. A representação da opção é mostrada na figura 5.3.

Figura 5.3 – Solução para a injeção indireta (“Injeção nos pórticos de admissão”)

5.3. Simulação do Ciclo Dual Como visto anteriormente, foram feitos gráficos para verificar a legitimidade do

programa em si tal como para determinar o comportamento da eficiência de acordo com certas condições de contorno. As figuras abaixo apresentam a resolução dessas atividades.


Figura 5.4.A – Gráfico comparativo da eficiência com (trabalho/trabalho máximo) [5]

Figura 5.4.B – Gráfico da eficiência em função de “a”

Figura 5.4.C – Gráfico da eficiência em função da temperatura inicial

22 23 24 25 26 27 28 29 300,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

a (razão entre as temperaturas máxima e mínima)

h %

250 300 350 400 450 500 550 600 650 7000,56

0,6

0,64

0,68

0,72

0,76

0,8

t1 [K]

h %

a=26


Figura 5.4.D – Gráfico da eficiência em função da pressão inicial

Figura 1.4.E – Gráfico da eficiência em função de B

Figura 5.4.F – Gráfico da eficiência em função de y

100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

P1 [kPa]

h %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,64

0,66

0,68

0,7

0,72

0,74

0,76

0,78

B (Parte responsável pelo ciclo diesel)

h %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

y (Parte responsável pelo ciclo Otto)

h %


5.4. Resultados da Máquina de Compressão Rápida (MCR) As imagens subsequentes mostram o resultado da MCR (como o intuito da

atividade girou em torno de determinar a geometria e medidas das resistências, não houve necessidade de desenhar a máquina por completo, apenas foram tratadas as regiões que haveria risco de trocas). É, também, apresentado o desenho dos isolantes.

Figura 5.5 – Geometria e medidas das resistências (isolante 1 à esquerda e isolante 2 à direita)

Figura 5.6 – Vista Isométrica da MCR com resistências (em bege) acopladas

6. Comentários, Problemas e imprecisões Essa sessão tem como intuito apresentar os demais problemas que apareceram nas atividades realizadas destacando as imprecisões em cada uma delas, além de fazer comentários sobre as limitações dos resultados obtidos.


Montagem para injeção direta: Mesmo a opção escolhida ser a mais viável, ela ainda apresenta falhas. O bico do injetor, apesar de ser mais comprido, não consegue chegar até o final do cabeçote, ou seja, haverá necessidade de perfurá-lo ainda mais, porém, para isso, o injetor deverá penetrar um dos tubos de admissão. A Imagem abaixo mostra o problema.

Figura 6.1 – Problema na injeção direta

Para solucioná-lo, o motor deverá ser reformado atendendo à condição exigida, ou, o projeto poderá ter pequenas imprecisões e até danos.

A Montagem não contou com nenhum problema no ambito de medição, pois, elas foram enviadas junto com o desenho feito pelo próprio fabricante. Montagem para injeção indireta: realizando um corte de secção na solução, percebe-se que é impossível realizar a injeção de combustível sem que parte do flúido entre em contato com a parede do tubo coletor. Para minimizar esse efeito testou-se várias colocações do injetor e percebeu-se que a melhor posição possível era em relação à 10° com a linha vertical. Não houve nenhum cáluclo com relação à determinação desse ângulo, portanto, ela é uma medida relativamente imprecisa, com incerteza de aproximadamente 3°. Simulação do Ciclo Dual: A atividade ainda não foi comprovada com dados experimentais, porém, existem várias evidências teóricas que a verifique. Como a simulação foi realizada no ambito teórico, ainda não determinou-se as imprecisões. Alteração na MCR: A montagem foi baseada a partir de medidas feitas sob a própria máquina, por isso, conta com imprecisões de intrumentação de aproximadamente 0,02 mm (o que pode ser desprezado). As resistencias já foram encomendadas e logo serão acopladas à máquina para futuros ensaios.


7. Conclusão Geral Os objetivos iniciais desta etapa do relatório foram cumpridos e os resultados

foram satisfatórios podendo ser úteis não só para este projeto, mas para qualquer outro que trabalhe com o material especificado.

8. Próximas Etapas:

As próximas atividades relacionadas ao estudo serão realizadas exclusivamente na Máquina de Compressão Rápida. Assim sendo, as etapas a serem consideradas incluem:

1- Adaptar os sistemas de injeção do óleo diesel e etanol no cabeçote da MCR. 2- Caracterizar as condições de contorno da matriz de ensaios a ser definida. São

parâmetros a medir: - massa injetada de combustível associada ao tempo e pressão de injeção; - pressão inicial do ar no início da compressão; - temperatura inicial do ar no início da compressão;

3- Realizar ensaios de calibração. 4- Executar a matriz de testes, onde serão avaliados: - razão de substituição diesel/etanol; - estratégias de injeção do óleo diesel e etanol; - pressão e temperatura do ar de admissão no início da compressão; 5- Análise dos resultados; 6- Redação do relatório

9. Referências 1 – Egúsquiza, J. C. C. Avaliação Experimental de um Motor do Ciclo Diesel Operando no Modo Bicombustível: Diesel/Etanol e Diesel/Gás Rio de Janeiro, 2011, Faculdade de Engenharia Mecânica, PUC-RIO 2 - Pischinger, F.; Havenith C. The suitability of different alcohol-fuels for diesel engines by using the direct-injection method. In: IV International Symposium on Alcohol Fuels Technology, 1980, São Paulo, Brazil. 3 - Baranescu, R. A. Fumigation of alcohol in a Diesel engine. In: SAE International OFF-Highway Meeting and Exposition, 1980. 4- Martins, J. Motores de Combustáo Interna, 3 ed. 2011, pp. 34-35 5- Wylen, V. Fundamentos da Termodinâmica, 6 ed. 2008, pp. 341-347 6- Atmaca, M; Gumus, M; Demir, A. Comparative Thermodynamic Analysis of Dual Cycle Under Alternative Conditions THERMAL SCIENCE, 2011, Vol. 15, No. 4, pp. 953-960



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