biodiesel em motores turbo diesel
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Vantagens sobre o biodieselTRANSCRIPT
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Tema
Biodiesel em motores turbo-diesel.
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Resumo
Funcionamento de motor / motor diesel 4 tempos:
Primeiro tempo Tempo de admissão, o pistão desloca em movimento descente criando
vácuo dentro do cilindro, provocando sucção do ar que entra através da válvula de admissão.
Segundo tempo Tempo de compressão, quando o embolo atinge posição mais inferior a
válvula de admissão se fecha, e começa um movimento ascendente, comprimindo o ar, antes
do pistão alcançar o ponto superior, começa a injeção do combustível, o ar em alta
temperatura pulveriza e inflama o combustível.
Terceiro tempo Tempo de expansão, os gases se queimam exercendo força descendente
sobre o pistão, este é o único estagio que produz potencia.
Quarto tempo Tempo de escape, pouco antes do pistão atingir o ponto inferior abre a
válvula de exaustão e o pistão movimenta ascendente, jogando fora gases da combustão para
fora do cilindro.
Turbina
Ação do turbo em motores diesel, os gases combustão são levados a turbina depois são
enviados para o escapamento dos veículos, é ligado através de um eixo a um compressor que
recebe ar, comprime-o e leva ate o intercooler (tipo radiador) para o desempenho superior
resfria o ar que sai da turbina ate o sistema de admissão com muita pressão, gerando mais
potencia.
Diesel Combustível tirando do refino do petróleo, processo de destilação constituindo
basicamente por hidrocarbonetos, composto por carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e
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enxofre é inflamável, tóxico, límpido, volátil e com cheiro muito forte, geralmente usado em
locomotivas, barcos de pequeno porte, geradores, automóveis, etc...
Biodiesel Gerado a partir de óleos vegetais animais, hoje sendo cada vez mais estudado
para quem sabe num futuro, poderá substituir o petróleo.
O biodiesel se divide 1ª e 2 ª geração.
1ª geração com origem da gordura animal e óleos vegetais extraídos de sementes como,
soja, milho, girassol, palma, amendoim, mamona, etc...
2ª geração Obtido através do óleo de cozinha usado, renovável devido as plantas
responsáveis por sua produção, pode ser usado puro ou misturado com diesel apresentando
como b32 que é 2+ de biodiesel misturado em diesel b100.
Palavras Chaves
Biodiesel, combustível, diesel, motor, turbina.
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Abstract
Engine operation / diesel engine 4 strokes:
First stroke admission stroke, the piston moves in decent motion creating vacuum inside
the cylinder, causing suction of the air through the inlet valve.
Second stroke compression stroke, when the piston reaches the lowest position, the inlet
valve closes, and starts an upward movement compressing air before the piston reaches the
top point, starts the injection of fuel, air at high temperature sprays and ignites the fuel.
Third stroke expansion stroke, the gases burn exerting downward force on the piston, this
is the only stage that produces power.
Fourth stroke exhaust stroke, just before the piston reaches the bottom point, the exhaust
valve opens and the piston moves upward, throwing away the flue gases out of the cylinder.
Turbine
Action of turbo diesel engines, gas turbine combustion are taken then sent to the vehicle
exhaust , is connected by a shaft to a compressor receiving air, compresses it and takes up the
intercooler ( radiator type ) for superior performance, cools the air exiting the turbine until the
intake system with a lot of pressure , generating more power .
Diesel Fuel taking the petroleum refining , distillation process basically constituted by
hydrocarbons composed of carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen and sulfur is flammable,
toxic, clear, volatile and very strong smell, usually used in locomotives, small boats, sized
generators, cars, etc ...
Biodiesel generated from animal vegetable oils, today being increasingly studied for who
knows in the future, may replace oil .
Biodiesel splits in 1st and 2nd generation.
1st generation originating from animal fat and vegetable oils extracted from seeds as
soybeans, corn , sunflower, palm, peanut, castor bean, etc. ...
2nd generation Retrieved by used cooking oil, renewable because the plants responsible
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for their production, can be used pure or mixed with diesel which is presented as 2 + b32
biodiesel blended into diesel b100.
Key Words
Biodiesel, fuel, diesel, engine, turbine
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO __________________________________________________________10
2 DESENVOLVIMENTO ___________________________________________________ 12
2.1 FUNCIONAMENTO DO MOTOR _________________________________________ 12
3 TURBINA ______________________________________________________________14
4 DIESEL ________________________________________________________________ 15
5 BIODISEL ______________________________________________________________16
6 VANTAGENS DO USO DO BIODIESEL ____________________________________ 18
5 CONCLUSÃO __________________________________________________________ 20
REFERÊNCIAS ___________________________________________________________ 21
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LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Tempo de admissão _______________________________________________ 12
Figura 2 – Tempo de compressão _____________________________________________ 13
Figura 3 – Tempo de expansão _______________________________________________ 13
Figura 4 – Tempo de escape _________________________________________________ 13
Figura 5 – Turbina _________________________________________________________14
Figura 6 – Esquema de destilação de petróleo para obtenção de diesel e derivados _______15
Figura 7 – Diesel ___________________________________________________________15
Figura 8 – Girassol utilizado na obtenção de biodiesel _____________________________17
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LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Gráfico 1 – Gráfico comparativo de um mesmo motor com diferentes tipos de admissão __14
Gráfico 2 – Teor de óleo vegetal em diferentes espécies_____________________________16
Gráfico 3 – Emissão de CO em função do rpm do diesel e biodiesel _________________ 18
Gráfico 4 – Emissão de NOx em função do rpm do diesel e biodiesel _________________ 19
Gráfico 5 – Emissão de HC em função do rpm do diesel e biodiesel __________________ 19
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Introdução
Durante o último século os combustíveis derivados do petróleo foram a maior fonte de
energia mundial. No entanto, devido a questões ambientais, como por exemplo, a descoberta
da destruição da camada de ozônio, devida em grande parte ao uso deste tipo de combustíveis,
têm sido procurados outros tipos de energia alternativa dando particular atenção a fontes de
energia renováveis. [01,02]
Dentre os combustíveis biológicos renováveis usados atualmente, destacam-se o álcool,
o biodiesel, o biogás e o óleo vegetal. O uso de óleo vegetal como combustível é uma
alternativa abundante
e renovável, extraído de uma grande diversidade de espécies (FUCHS, 2006).
O combustível especificado como "óleo diesel" somente surgiu com o advento dos motores
diesel de injeção direta, sem pré-câmara. A disseminação desses motores se deu na década de
50, com a forte motivação de rendimento muito maior, resultando em baixos consumos de
combustível. Além dos baixos níveis de consumos específicos, os motores diesel modernos,
produzem emissões, de certa forma aceitáveis, dentro de padrões estabelecidos.
O motor Diesel proporciona a energia mecânica necessária para a propulsão de veículos,
tratores, embarcações, usinas elétricas, bombas e maquinaria em geral.
Nos motores Diesel, o ciclo de trabalho é caracterizado pela combustão da mistura
combustível, através da pressão e do calor produzido pela alta compressão do ar no interior
dos cilindros.
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O seu nome é uma homenagem a Rudolf Diesel, engenheiro francês nascido em Paris, que
desenvolveu o primeiro motor em Augsburg – Alemanha, no período de 1893 a 1898.
Oficialmente, o primeiro teste bem sucedido foi realizado no dia 17 de fevereiro de 1897, na
Maschinenfabrik Augsburg.
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2 – Desenvolvimento
2.1 Funcionamento do Motor
O funcionamento do motor diesel 4 tempos acontece da seguinte forma: Primeiro
tempo(tempo de admissão), ocorre a admissão, o pistão desloca em movimento descendente
criando vácuo dentro do cilindro, provocando a sucção do ar que entra através da válvula de
admissão. Segundo tempo (tempo de compressão), quando o êmbolo atinge a posição mais
inferior, a válvula de admissão se fecha, e começa um movimento ascendente, comprimindo o
ar, pouco antes de o pistão alcançar o ponto mais superior, inicia-se a injeção de combustível,
e como o ar está em alta temperatura devido a compressão, o combustível se pulveriza e
inflama-se. Terceiro tempo (tempo de expansão), e quando os gases da queima exercem força
descendente sobre o pistão, esse estagio é o único em que se produz potência. Quarto tempo
(tempo de escape), momentos antes de o pistão atingir o ponto inferior, abre-se a válvula de
exaustão e o pistão adota movimento ascendente, expulsando os gases da combustão para fora
do cilindro. (PEÇA, 2012)
Os quatro tempos do motor:
Figura 1 – Tempo de admissão
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Figura 2 - Tempo de compressão
Figura 3 – Tempo de expansão
Figura 4 – Tempo de escape
Fonte das Figuras 1, 2, 3 e 4: Noções Básicas de Motores Diesel - Carlos Alberto Alves
Varella (Professor do Departamento de Engenharia) e Gilmar de Souza Santos (Mecânico da
Prefeitura Universitária) – UFRRJ
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3 - Turbina
Ação do turbo em motores diesel ocorre na forma descrita a seguir: Os gases de
combustão são levados à turbina, para depois os gases serem jogados para o escapamento do
veiculo. O turbo é ligado através de um eixo a um compressor que recebe o ar, comprime-o e
leva ate o intercooler (espécie de radiador), que para um desempenho superior resfria o ar que
sai da turbina e leva ate o sistema de admissão com elevada pressão, gerando mais potência.
(PEÇA, 2012)
Gráfico 1 – Gráfico comparativo de um mesmo motor com diferentes tipos de admissão
Same Silver 80 Co-mum
Same Silver 90 Turbo
Same Silver 100 Turbo com Inter-
cooler
Cilindros 4 4 4
Potência Máxima DIN(kW)
59 66 74
Potência específica(kW/litro)
14.75 16.5 18.5
515253545556575
Cilindros Potência Máxima DIN(kW)Potência específica(kW/litro)
Fonte: Motor Diesel – José Oliveira Peça – Universidade de Évora
Figura 5 - Turbina
Fonte: Motor Diesel – José Oliveira Peça – Universidade de Évora
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4 – Diesel
Combustível obtido através do refino do petróleo, pelo processo de destilação, é constituído
basicamente por hidrocarbonetos, composto por carbono, hidrogênio, enxofre, nitrogênio e
oxigênio. Suas características são: inflamável, tóxico, volátil, límpido e com odor forte e
característico. Normalmente utilizado em automóveis, caminhões, locomotivas, barcos de
pequeno porte, navios e geradores. (PETROBRAS)
Figura 6 – esquema da destilação do petroleo para obtenção de diesel e derivados
Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br/refino-de-petroleo5.htm
Figura 7 - diesel
Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/oleo-diesel.htm
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5 – Biodiesel
As primeiras experiências com esse combustível foram em 1850, feitas por Rudolf
Diesel, usando um motor movido a óleo de amendoim. Em 1912 Rudolf Diesel afirmou
durante um discurso “o uso de óleos vegetais pode parecer insignificante hoje, mas o
uso deste tipo de óleos poderá, ao longo do tempo, ser tão importante quanto o uso do
petróleo e do carvão são nos dias de hoje”. (MOREIRA, 2008)
O biodiesel pode se dividir em os de 1ª geração ou de 2ª geração. 1ª geração são
aqueles extraídos diretamente gorduras animais e óleos vegetais de plantas como: amendoim,
girassol, palma, colza ou soja. 2ª geração é quando são obtidos através do óleo de cozinha
usado. É considerado renovável, devido as plantas responsáveis pela produção, ser anual, bem
como as gorduras animais e óleos alimentares. Pode ser usado puro ou misturado com diesel,
apresentando-se como B2, o que seria 2% de biodiesel misturado em diesel, B100, que é ele
puro e pode se apresentar também como B25, B50 e B75. (MOREIRA, 2008)
Gráfico 2 – Teor de óleo vegetal em diferentes espécies
40%
55%
35%
45%
18%
Teor de óleo
AmendoimBabaçuCártamoDendê Soja
Fonte: Biocombustível renovável: uso de óleo vegetal em motores – Edson Perez Guerra e Werner Fuchs
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Figura 8 – Girassol utilizado na obtenção de biodiesel
Fonte: Influência do Biodiesel nas emissões poluentes de um motorturbo diesel – Sérgio Manuel dos Santos Reis Moreira – FEUP
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6 – Vantagens do uso do biodiesel
Há muitos benefícios no uso do biodiesel, tais como: Não se faz necessário
modificações no motor diesel para sua utilização, a infraestrutura dos locais de distribuição e
venda não precisa ser mudada, o seu transporte e armazenamento é mais seguro pelo seu alto
ponto de combustão, é biodegradável, as emissões de monóxido de carbono e partículas é
muito menor, não há emissão de dióxido de enxofre, possibilita ao produtor agropecuário o
auto abastecimento, garante um pouco mais de independência aos países agro produtores que
vão precisar de quantidades menores dos combustíveis fosseis dos países produtores de
petróleo, e geração de emprego. (MOREIRA, 2008)
Gráfico 3 - Emissão de CO em função do rpm do diesel e biodiesel
Fonte: Influência do Biodiesel nas emissões poluentes de um motorturbo diesel – Sérgio Manuel dos Santos Reis Moreira – FEUP
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Gráfico 4 – Emissão de NOx em função do rpm do diesel e biodiesel
Fonte: Influência do Biodiesel nas emissões poluentes de um motorturbo diesel – Sérgio Manuel dos Santos Reis Moreira – FEUP
Gráfico 5 – Emissão de HC em função do rpm do diesel e biodiesel
Fonte: Influência do Biodiesel nas emissões poluentes de um motorturbo diesel – Sérgio Manuel dos Santos Reis Moreira – FEUP
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Conclusão
O diesel hoje é o melhor que temos, só que totalmente poluente ao meio ambiente. Mas possa
ser que num futuro bem próximo ou médio prazo teremos o biodiesel com mão de obra mais
barata, e empregando milhares de pessoas no campo, e um de seus principais benefícios é que
não é poluente ao meio ambiente, o que vai ajudar e muito a salvar o planeta.
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Referencias Bibliográficas
Brasil Escola: http://www.brasilescola.com/quimica/oleo-diesel.htm
Carlos Alberto Alves Varella, Gilmar de Souza Santos(2010). Noções básicas de motores
diesel – UFRRJ(Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro)
Edson Perez Guerra, Werner Fuchs(2010). Biocombustível renovável: uso de óleo vegetal em
motores.
How Stuff Works: http://ciencia.hsw.uol.com.br/refino-de-petroleo5.htm
José de Oliveira Peça(2012). Texto de apoio aos alunos. Universidade de Évora
Petrobras: http://www.br.com.br/wps/portal/portalconteudo/produtos/paralocomotivas/
oleodiesel/!ut/p/
c4/04_SB8K8xLLM9MSSzPy8xBz9CP0os3hLf0N_P293QwN_gwA3AyNzby8f42BfAwMT
c_2CbEdFAFTaI3A!/
Sérgio Manuel dos Santos Reis Moreira(2008). Influência do Biodiesel nas emissões
poluentes de um motor turbo diesel – FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do
Porto