Avaliação de mecanismo cinético químico reduzido na predição de emissão de poluentes específicos por motores de combustão interna para misturas de gasolina e etanol

• Autor(a) principal: Clarissa de Moraes Martins
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B8VHKW
• topic: Motores de combustão interna; Emissões de poluentes; Mecanismos cinéticos químicos reduzidos; Volumes finitos; Poluentes; Motores de combustão interna; Método dos volumes finitos; Engenharia mecânica

No Brasil, veículos automotivos são umas das principais fontes de poluição do ar em áreas urbanas. Os gases de exaustão do motor de combustão interna podem conter óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, hidrocarbonetos não queimados eparcialmentequeimadosefuligens,quesãoresponsáveisporproblemasambientais e de saúde humana. Normas internacionais para emissão de poluentes e programas nacionais de incentivo a industria automotiva, como o recentemente aprovado Rota 2030, tornam cada vez mais restritivos os índices de emissões para o setor automotivo.Comisso,odesenvolvimentodemotoresmaiseficienteseousodecombustíveis alternativos tornaram-se ainda mais relevantes. No país, o uso do etanol como aditivo à gasolina, vem se mostrando uma alternativa eficiente, de alto impacto na redução da dependência dos combustíveis de origem fóssil e das emissões veiculares de gases efeito estufa. Assim, faz-se necessário o estudo do comportamento da combustão de misturas de etanol e gasolina em motores a combustão interna e para isso o método dos volumes finitos em conjunto com mecanismos cinéticos químicos reduzidos podem ser aplicados em análises preditivas desse processo. Assim, este trabalho tem como objetivo, avaliar o comportamento de um mecanismo cinético químico reduzido com 75 espécies e 343 reações químicas, na predição de poluentes específicos (CO, CO2, NOx e HC). A metodologia consiste na realização de simulações numéricas de um motor de combustão interna operando com diferentes misturasdegasolinaeetanolcomocombustível(E22,E50,E85eE100)commesma rotação e carga. As emissões calculadas nos modelos computacionais foram avaliadas de forma qualitativa observando-se a tendência nos dados de emissões para as diferentes misturas e com base nos resultados experimentais obtidos do banco de dados do Centro de Tecnologia da Mobilidade (CTM-UFMG). Os resultados mostraram uma maior reatividade do mecanismo cinético químico para o combustível E22 indicando que este pode ser aprimorado. A mistura ar-combustível influenciou nos resultados de emissões para CO2, CO e HC, devido a formação de regiões com excesso de combustível no cilindro. Entretanto, pôde-se observar, como indicado por estudos na literatura, a redução de NOx com o aumento do conteúdo de etanol nos combustíveis. Concluí-se que para a predição da combustão e da emissões de poluentes, o mecanismo cinético químico reduzido utilizado neste trabalho pode ser aprimorado e a modelagem computacional da formação de mistura para combustíveis multicomponentes também pode ser melhor aprimorada