Validação de mecanismos cinéticos químicos reduzidos para mistura de gasolina-etanol em um motor de combustão interna

• Autor(a) principal: Marilia Gabriela Justino Vaz
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BB2M3H
• topic: Motores de combustão interna; Dinâmica dos fluidos computacional; Etanol; Gasolina; Mecanismos cinéticos químicos reduzidos; Motores de combustão interna; Álcool; Gasolina; Engenharia mecânica; Dinâmica dos fluidos

As exigências e regulamentações cada vez mais rigorosas em relação ao consumo, eficiência e principalmente emissões de veículos reforçam a necessidade de otimizar os motores de combustão interna. Em vista de um melhor entendimento do processo de combustão, este trabalho investiga através de simulações numéricas o comportamento de dois mecanismos cinéticos químicos reduzidos da mistura de gasolina-etanol em um motor monocilindro de pesquisa com injeção direta e carga homogênea. Esses dois mecanismos possuem respectivamente 75 espécies e 343 reações; e 115 espécies e 639 reações e são avaliados em relação ao tamanho do mecanismo químico cinético, a reprodução do fenômeno de combustão e a viabilidade computacional da simulação numérica. A metodologia abordada consiste na reprodução de resultados de ensaios experimentais para a validação das simulações tridimensionais usando o programa Converge CFD para a avaliação dos mecanismos cinéticos químicos. Para o modelo tridimensional foram utilizadas condições de contorno experimentais e condições de contorno obtidas à partir de simulações numéricas unidimensionais no programa GT-Power. Os resultados foram divididos em duas etapas. Na primeira, comparou-se o comportamento dos dois mecanismos reduzidos com um mecanismo cinético químico da literatura e com os dados experimentais para o E10 na de rotação de 3000 rpm e carga de 6 BMEP. O mecanismo de 75 espéies e 343 reações apresentou os melhores resultados para a reprodução da combustão. Na segunda etapa, foi avaliado o comportamento do mecanismo 75 espéies e 343 reações, analisado seu desempenho para a reprodução da combustão de misturas de gasolina-etanol em diferentes concentrações (E27, E50, E85, E100), na mesma condição de rotação e carga (3000 rpm e 6 BMEP)