3. apresentação diesel-alcool

8/17/2019 3. Apresentação Diesel-Alcool

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Sergio Leal BragaCarlos Valois Maciel Braga

Uso de lcoóis em Motores do Ciclo Diesel

V Workshop PROSUL

“Uso Eficiente e Sustentável de ombustíveis em Motores”

L

BOR TÓRIO DE

ENGENH RI

V

EICUL R

Rio de Janeiro - Brasil


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Uso de Alcoóis em Motores do Ciclo Diesel

Metanol (CH3OH)

gases de síntese (misturas de H, CO e CO2) obtidos na reforma

de HC (principalmente do CH4);

carvão de origens mineral e vegetal (biomassa).

Etanol (C2H5OH)

rota química semelhante ao do metanol;

fermentação da sacarose (cana-de-açúcar, beterraba, e sorgo)

bem como de amidos (milho, mandioca, batata, trigo, etc.);

celulose e hemicelulose (bagaço e palha da cana-de-açúcar).


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Metanol (CH3OH)




Etanol (C2H5OH)






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Metanol (CH3OH)




Etanol (C2H5OH)






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Alcoóis

Características favoráveis para uma boa combustão:

contêm oxigênio na sua molécula;

são combustíveis muito voláteis;

é possível aderir água na sua composição;

menor composição do carbono, redução do particulado.

Etanol (fonte renovável): emissão de dióxido de carbono pode ser

considerada quase nula (ciclo completo produção-uso).


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Alcoóis

Características favoráveis para uma boa combustão:

contêm oxigênio na sua molécula;

são combustíveis muito voláteis;

é possível aderir água na sua composição;

menor composição do carbono, redução do particulado.

Etanol (fonte renovável): emissão de dióxido de carbono pode ser

considerada quase nula (ciclo completo produção-uso).


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Propriedades dos Combustíveis

Propriedade Diesel Metanol Etanol

Fórmula Química C3 à C25 CH3OH C2H5OHDensidade (g/L) @ 20 °C 0,81−0,89 0,796 0,796

Octanagem (-) − 92 92

Número de Cetano (-) 40−55 − −

Viscosidade (cp) @ 20 °C 2,6−4,1 0,59 1,19

Ponto de Fulgor, Vaso Fechado, (°F) 165 52 55

Limite de Inflamabilidade, (% Vol.)

Inferior 1 7,3 4,3

Superior 6 36 19

Calor Latente de Vaporização (BTU / lb) @ 20 °C ~ 100 506 396

Poder Calorífico Inferior (MJ / kg) 41,87 - 44,66 19,93 26,75

Calor Específico (BTU / lb.°F) 0,43 0,6 0,57

Relação Ar / Combustível Estequiométrico 14,7 6,45 9


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Técnica

Máxima substituição do diesel pelo

álcool (% em massa)

Misturas 20

Emulsões 40

Injeção do álcool no coletor de admissão 60

Injeção do álcool na câmara de combustão 90

Conversão do ciclo Diesel para o ciclo Otto 100

Uso de melhoradores da ignição 100


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Técnica

Máxima substituição do diesel pelo

álcool (% em massa)

Misturas 20

Emulsões 40

Injeção do álcool no coletor de admissão 60

Injeção do álcool na câmara de combustão 90

Conversão do ciclo Diesel para o ciclo Otto 100

Uso de melhoradores da ignição 100



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Etanol

Ar

Injeção do Etanol no Coletor de Admissão


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Etanol

Ar

Diesel



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Etanol

Ar

Diesel



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Etanol – Diesel (Mapeamento do Motor)


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10

20

30

40

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0 10 20 30 40 50 60 70 80

R e n d i m e n t o T é r m i c o ( % )

Taxa de Substituição (%)

100% Carga

75% Carga

50% Carga

25% Carga

10% Carga

1400 rpm

Resultados (Etanol Hidratado, 93o INPM)


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10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80



100% Carga

75% Carga

50% Carga

25% Carga

10% Carga

1800 rpm



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10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80



100% Carga

75% Carga

50% Carga

25% Carga

10% Carga

2200 rpm



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100

200

300

400

500

600

0 10 20 30 40 50 60 70 80

T

e m p e r a t u r a d e E s c a p a m e n t o ( o C )


100% Carga

75% Carga

50% Carga

25% Carga

10% Carga

1800 rpm



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Verifica-se que a substituição parcial do Diesel por Etanol é uma

solução possível e aplicável a curto prazo.

Em baixas cargas e altas rotações do motor conseguiram-se

taxas de substituição Diesel / Etanol de até 70%.

Em altas cargas do motor obteve-se taxas de substituição entre23 e 63%.

Em altas cargas foi observado que incrementos na taxa de

substituição Diesel / Etanol originam maiores picos de pressão no

interior do cilindro (sem causar danos mecânicos ao motor).

O consumo de Etanol em motores do ciclo Diesel pode elevar o

rendimento térmico do motor, além de reduzir significativamente as

emissões de particulados.

Conclusões


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