Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão interna

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fagundez, Jean Lucca Souza
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/10624
Resumo: The present work studies the use of a two-zone computer model to simulate the operation of an internal combustion engine with spark ignition fueled with alcohol fuels and gasohol. To fit the model to the experimental data, a parameter estimation technique was used and the heat transfer correlation that could better fit the tested fuels and engine was determined. The tested fuels were: hydrous ethanol, wet ethanol (from 10% to 40% of water, by volume), n-butanol, n-butanol/ethanol blend and gasohol. In addition to the experimental tests with the engine, tests with a packed distillation column under batch process were made in order to determine the energy efficiency involved between production and use as a fuel for hydrous ethanol and wet ethanol fuels. The results showed that the two-zone model was able to predict satisfactorily the behavior of all tested fuels, accurately obtaining the engine performance parameters. In terms of energy efficiency, wet ethanol fuels have advantage over hydrous ethanol fuel, especially in the case of 30% of water by volume, where energy efficiency reaches its maximum value, considering the distillation and engine combustion processes. The n-butanol fuel was capable of act as a surrogate for both hydrous ethanol and gasohol with efficiency, leading the engine to have good performance in the tested operational conditions and appearing, due to this, as an interesting alternative of renewable fuel to be inserted in the Brazilian energy matrix.
id UFSM_3812c472f1302d07eb46b403300bfbf9
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/10624
network_acronym_str UFSM
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão internaHeat transfer evaluation of internal combustion engines operating with biofuelsÁlcoois combustíveisModelo de duas zonasMotor de ignição por centelhaEtanol super-hidratadoN-butanolAlcohol fuelsTwo-zone modelSpark ignition engineWet ethanolN-butanolCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAThe present work studies the use of a two-zone computer model to simulate the operation of an internal combustion engine with spark ignition fueled with alcohol fuels and gasohol. To fit the model to the experimental data, a parameter estimation technique was used and the heat transfer correlation that could better fit the tested fuels and engine was determined. The tested fuels were: hydrous ethanol, wet ethanol (from 10% to 40% of water, by volume), n-butanol, n-butanol/ethanol blend and gasohol. In addition to the experimental tests with the engine, tests with a packed distillation column under batch process were made in order to determine the energy efficiency involved between production and use as a fuel for hydrous ethanol and wet ethanol fuels. The results showed that the two-zone model was able to predict satisfactorily the behavior of all tested fuels, accurately obtaining the engine performance parameters. In terms of energy efficiency, wet ethanol fuels have advantage over hydrous ethanol fuel, especially in the case of 30% of water by volume, where energy efficiency reaches its maximum value, considering the distillation and engine combustion processes. The n-butanol fuel was capable of act as a surrogate for both hydrous ethanol and gasohol with efficiency, leading the engine to have good performance in the tested operational conditions and appearing, due to this, as an interesting alternative of renewable fuel to be inserted in the Brazilian energy matrix.O presente trabalho investiga o uso de um modelo computacional de duas zonas para simular o funcionamento de um motor de combustão interna com ignição por centelha abastecido com álcoois combustíveis e gasolina. Para o ajuste do modelo fez-se uso de técnica de estimação de parâmetros e determinação da correlação de transferência de calor capaz de melhor se ajustar aos combustíveis e ao motor testados. Os combustíveis utilizados foram: etanol hidratado, etanol super-hidratado (de 10% a 40% de água, em volume), n-butanol, misturas de n-butanol e etanol e gasolina e etanol. Além dos testes experimentais com motor, testes de bancada com uma coluna de destilação recheada em regime descontínuo foram realizados a fim de determinar a eficiência energética do processo de produção e queima de etanol hidratado e super-hidratado. Os resultados obtidos mostraram que o modelo de duas zonas é capaz de prever de maneira satisfatória o comportamento de todos os combustíveis testados, com determinação precisa de parâmetros de desempenho do motor. Em termos de eficiência energética, o etanol super-hidratado tem vantagem em relação ao etanol hidratado combustível, em especial quando com 30% de água em volume, onde a eficiência energética é máxima, considerados os processos de destilação e queima no motor. O n-butanol combustível usado mostrou-se capaz de substituir eficientemente tanto o etanol hidratado como a gasolina brasileira, levando o motor a ter boa performance nas condições operacionais testadas e aparecendo, dessa forma, como interessante alternativa de combustível renovável a ser inserida na matriz energética brasileira.Universidade Federal de Santa MariaBRQuímicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em QuímicaSalau, Nina Paula Gonçalveshttp://lattes.cnpq.br/4234840503539989Martins, Mario Eduardo Santoshttp://lattes.cnpq.br/4000658451843066Falcão, Carlos Eduardo Guexhttp://lattes.cnpq.br/3772992795723961Fagundez, Jean Lucca Souza2017-05-162017-05-162016-03-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfFAGUNDEZ, Jean Lucca Souza. Heat transfer evaluation of internal combustion engines operating with biofuels. 2016. 171 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/10624porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2017-07-25T15:05:06Zoai:repositorio.ufsm.br:1/10624Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2017-07-25T15:05:06Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.none.fl_str_mv Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão interna
Heat transfer evaluation of internal combustion engines operating with biofuels
title Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão interna
spellingShingle Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão interna
Fagundez, Jean Lucca Souza
Álcoois combustíveis
Modelo de duas zonas
Motor de ignição por centelha
Etanol super-hidratado
N-butanol
Alcohol fuels
Two-zone model
Spark ignition engine
Wet ethanol
N-butanol
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
title_short Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão interna
title_full Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão interna
title_fullStr Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão interna
title_full_unstemmed Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão interna
title_sort Avaliação energética do uso de álcoois combustíveis em motores de combustão interna
author Fagundez, Jean Lucca Souza
author_facet Fagundez, Jean Lucca Souza
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Salau, Nina Paula Gonçalves
http://lattes.cnpq.br/4234840503539989
Martins, Mario Eduardo Santos
http://lattes.cnpq.br/4000658451843066
Falcão, Carlos Eduardo Guex
http://lattes.cnpq.br/3772992795723961
dc.contributor.author.fl_str_mv Fagundez, Jean Lucca Souza
dc.subject.por.fl_str_mv Álcoois combustíveis
Modelo de duas zonas
Motor de ignição por centelha
Etanol super-hidratado
N-butanol
Alcohol fuels
Two-zone model
Spark ignition engine
Wet ethanol
N-butanol
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
topic Álcoois combustíveis
Modelo de duas zonas
Motor de ignição por centelha
Etanol super-hidratado
N-butanol
Alcohol fuels
Two-zone model
Spark ignition engine
Wet ethanol
N-butanol
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
description The present work studies the use of a two-zone computer model to simulate the operation of an internal combustion engine with spark ignition fueled with alcohol fuels and gasohol. To fit the model to the experimental data, a parameter estimation technique was used and the heat transfer correlation that could better fit the tested fuels and engine was determined. The tested fuels were: hydrous ethanol, wet ethanol (from 10% to 40% of water, by volume), n-butanol, n-butanol/ethanol blend and gasohol. In addition to the experimental tests with the engine, tests with a packed distillation column under batch process were made in order to determine the energy efficiency involved between production and use as a fuel for hydrous ethanol and wet ethanol fuels. The results showed that the two-zone model was able to predict satisfactorily the behavior of all tested fuels, accurately obtaining the engine performance parameters. In terms of energy efficiency, wet ethanol fuels have advantage over hydrous ethanol fuel, especially in the case of 30% of water by volume, where energy efficiency reaches its maximum value, considering the distillation and engine combustion processes. The n-butanol fuel was capable of act as a surrogate for both hydrous ethanol and gasohol with efficiency, leading the engine to have good performance in the tested operational conditions and appearing, due to this, as an interesting alternative of renewable fuel to be inserted in the Brazilian energy matrix.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-03-29
2017-05-16
2017-05-16
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv FAGUNDEZ, Jean Lucca Souza. Heat transfer evaluation of internal combustion engines operating with biofuels. 2016. 171 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016.
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/10624
identifier_str_mv FAGUNDEZ, Jean Lucca Souza. Heat transfer evaluation of internal combustion engines operating with biofuels. 2016. 171 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016.
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/10624
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Química
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Química
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Química
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com
_version_ 1805922087961886720