Desenvolvimento de um modelo numérico 1D para simulação do desempenho, consumo específico de combustível e parâmetros de combustão de um motor monocilíndrico de pesquisa operando com injeção direta de etanol
| dc.contributor.advisor | Rodrigues Filho, Fernando Antônio | |
| dc.contributor.advisor-co | Moreira, Thiago Augusto Araújo | |
| dc.contributor.advisor-coLattes | http://lattes.cnpq.br/8661491168619394 | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/6079638386672447 | |
| dc.contributor.author | Castro, Daniel Heleno de | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/5082293146914211 | |
| dc.contributor.referee1 | Rodrigues Filho, Fernando Antônio | |
| dc.contributor.referee2 | Moreira, Thiago Augusto Araújo | |
| dc.contributor.referee3 | Guzzo, Márcio Expedito | |
| dc.contributor.referee4 | Almeida, Helder Giostri Alves de | |
| dc.date.accessioned | 2023-06-07T18:42:09Z | |
| dc.date.available | 2023-06-07T18:42:09Z | |
| dc.date.issued | 2022-06-23 | |
| dc.description.abstract | O setor do transporte é responsável por 24% das emissões de GHG no mundo e 8,6% no Brasil. No país, os combustíveis fósseis representam 76,9% da matriz energética do setor de transportes. Com uma insolação média de 4800 Wh/m², 188,7 milhões de ha de terras agricultáveis e uma rede de distribuição completamente desenvolvida, o etanol é a melhor solução para a sustentabilidade da mobilidade no Brasil. Este fato associado ao elevado custo dos veículos elétricos e aos enormes desafios ambientais relacionados à fabricação das baterias, apontam para a importância das pesquisas de motores de combustão interna abastecidos com etanol e outros biocombustíveis. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da razão volumétrica de compressão no consumo específico de combustível (ISFC) de um motor de combustão interna monocilíndrico de pesquisa, modelo AVL 5496, com sistema de injeção direta de combustível, movido a etanol. Para esta finalidade foi proposto um modelo matemático 1D implementado no software GT-Power. O modelo foi calibrado e validado a partir de dados experimentais para 3.000 e 4.500 RPM na condição de plena carga e RC de 11,5:1. As diferenças encontradas entre o modelo simulado e os dados experimentais foram inferiores a 5% para os parâmetros de pressão média efetiva indicada (PMEI), vazão mássica de ar, torque e potência indicada, e ISFC, demonstrando a validação do modelo e a correta correlação das condições de contorno. As simulações ocorreram para três razões volumétricas de compressão (11,5:1; 13,0:1 e 15,0:1) e onze condições operacionais do motor, totalizando trinta e três condições diferentes. Os erros numéricos se mantiveram abaixo de 5%. Os resultados apresentaram uma tendência de redução do ISFC com o aumento da razão volumétrica de compressão. O aumento da razão volumétrica de compressão de 11,5:1 para 15,0:1 implicou em uma redução superior a 4% no ISFC, para o motor estudado com o uso do etanol. | |
| dc.description.abstractother | The transport sector is responsible for 24% of GHG emissions worldwide and 8.6% in Brazil. In the country, fossil fuels represent 76.9% of the energy matrix of the transport sector. With an average insolation of 4800 Wh/m², 188.7 million ha of arable land and a fully developed distribution network, ethanol is the best solution for sustainable mobility in Brazil. This fact, associated with the high cost of electric vehicles and the enormous environmental challenges related to the manufacture of batteries, point to the importance of research on internal combustion engines fueled with ethanol and other biofuels. The present work aims to evaluate the effect of the volumetric compression ratio on the specific fuel consumption (ISFC) of a research single-cylinder internal combustion engine, model AVL 5496, with a direct fuel injection system, powered by ethanol. For this purpose, a 1D mathematical model implemented in GT-Power software was proposed. The model was calibrated and validated from experimental data at 3,000 and 4,500 RPM at full load and RC of 11.5:1. The differences found between the simulated model and the experimental data were less than 5% for the parameters of indicated mean effective pressure (PMEI), air mass flow, indicated torque and power, and ISFC, demonstrating the model validation and the correct correlation of the boundary conditions. The simulations took place for three volumetric compression ratios (11.5:1; 13.0:1 and 15.0:1) and eleven engine operating conditions, totaling thirty-three different conditions. Numerical errors remained below 5%. The results showed a tendency to decrease the ISFC with the increase in the volumetric compression ratio. The increase in the volumetric compression ratio from 11.5:1 to 15.0:1 resulted in a reduction of more than 4% in the ISFC, for the engine studied with the use of ethanol. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/237 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais | |
| dc.publisher.initials | CEFET-MG | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | |
| dc.subject | Motores de combustão interna | |
| dc.subject | Etanol | |
| dc.subject | Biocombustíveis | |
| dc.subject | Análise numérica - Métodos de simulação | |
| dc.subject | Fluidodinâmica computacional | |
| dc.title | Desenvolvimento de um modelo numérico 1D para simulação do desempenho, consumo específico de combustível e parâmetros de combustão de um motor monocilíndrico de pesquisa operando com injeção direta de etanol | |
| dc.type | Dissertação | |
| dspace.entity.type |
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