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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Caracterização e testes de tubo de choque para análise de combustão com injeção de combustível
Authors: Claudio Marcio Santana
First Advisor: Jose Eduardo Mautone Barros
First Referee: Luis Carlos Monteiro Sales
Second Referee: Isabel Cristina Pereira Fortes
Third Referee: Ramon Molina Valle
Abstract: Num processo de queima em uma câmara de combustão de um motor de combustão interna é muito importante conhecer a temperatura máxima dos gases, a velocidade da combustão e o tempo de retardo de ignição da mistura ar combustível. A indústria automobilística tem investido consideráveis quantidades de recursos em simulações e modelagens numéricas a fim de obter informações relevantes quanto aos processos na câmara de combustão e então extrair o máximo de rendimento do motor, controlar a emissão de poluentes e formular novos combustíveis. Este trabalho tem como objetivos gerais a construção e instrumentação de um tubo de choque para medição do tempo de retardo de ignição. Como objetivo específico determinou-se a velocidade de reação e tempo de retardo de ignição do Diesel S25, etanol com 5% de aditivo aumentador de número de Cetanos, Biodiesel B100 e Diesel de referência. Os resultados foram correlacionados com o número de cetano dos combustíveis e comparados com os tempos de retardos de ignição conhecidos de Diesel e biodiesel. Um tubo de choque é um tubo de metal no qual um gás a baixa pressão e um gás a alta pressão são separados por um diafragma. Este diafragma quando se rompe, em condições predeterminadas, produz ondas de choque que se deslocam da câmara de alta pressão conhecida como câmara de compressão ou Driver para câmara de baixa pressão conhecida como câmara de expansão ou Driven. Obtiveram-se nos testes as velocidades de propagação das ondas de choque incidente e refletida. Mediu se os tempos de retardo de ignição do etanol aditivado, Diesel S25, Diesel de referência e biodiesel B100. Concluiu se que o tempo de retardo do etanol com 5% de aditivo foi no mínimo duas vezes maior que o tempo de retardo do Diesel S25. O tempo de retardo do biodiesel B100 foi aproximadamente quatro vezes maior que o tempo de retardo do Diesel S25. O tempo de retardo do Diesel de referência foi menor que o do S25. Não convém utilizar os combustíveis etanol aditivado e o biodiesel B100 como substitutos do Diesel em motores ignição por compressão sem que haja grandes alterações nos motores. Os tempos de retardos de ignição desses combustíveis são no mínimo de três a quatro vezes maiores que o tempo de retardo do Diesel de referencia. Isso poderia causar graves falhas de funcionamento dos motores sendo necessário realizar alterações na construção dos mesmos, como por exemplo, aumento da taxa de compressão.
Abstract: A burning process in a combustion chamber of an internal combustion engine is very important to know the maximum temperature of the gas, the combustion speed and time delay ignition of fuel air mixture. The automotive industry has invested considerable amounts of resources in simulations and numerical modeling in order to obtain relevant information about the processes in the combustion chamber and then extract the maximum engine performance, control emissions and in formulating new fuels. This work aimed at general construction and instrumentation of a shock tube for measuring the fuel ignition delay time. Specific objectives determined the reaction raté and delay time of ignition Diesel S25, ethanol with 5 % additive enhancer cetane number, B100 biodiesel and Diesel reference. The results were correlatéd with the number of cetane fuels and compared with the times of known delays ignition of Diesel and biodiesel. A shock tube is a metal tube in which a gas at low pressure and high pressure gas are separatéd by a diaphragm. This diaphragm when it breaks on predetermined conditions produces shock waves that move from the high pressure chamber known as the compression chamber or Driver for low pressure chamber known as Driven or expansion chamber. Were obtained in testing the speed of propagation of shock waves incident and reflected. It is measured ignition delay times of ethanol additive, Diesel S25, Diesel reference and biodiesel B100. It was concluded that the delay time of ethanol with 5% additive was at least twice that of the delay time Diesel S25. The delay time of biodiesel B100 was approximatély four times greatér than the time delay Diesel S25. The delay time of the Diesel reference was smaller than the S25. Should not use the fuel additive ethanol and B100 biodiesel as substitutes for Diesel compression ignition engines without any major changes in engines. The times of delays ignition of these fuels are at least three to four times larger than the time delay of the Diesel reference. This could cause serious malfunctions of engines being necessary to make changes in the construction of them, for example, increased compression ratio.
Subject: Álcool
Tubos de choque (Física)
Engenharia mecânica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9HTGZZ
Issue Date: 13-Dec-2013
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