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Artigo técnico: Influência de ésteres de cadeia curta sobre o desempenho de um motor ciclo diesel operado com biocombustíveis

Petroleo e Energia
3 de agosto de 2015
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    Os resultados dos testes em motor ciclo diesel, realizados com os Combustíveis 1, 2 e 3, são apresentados nas Figuras 1 a 5. A Figura 1 mostra que a potência obtida no teste do Combustível 2 foi maior que as dos testes realizados com os Combustíveis 1 e 3 na faixa de rotação de 1200 a 2500 rpm e, no mínimo, manteve-se praticamente igual à potência obtida no teste do Combustível 3 ao longo do restante do ensaio. Esse resultado sugere que o uso da mistura de ésteres, em substituição ao biodiesel em 10% numa mistura B40, não compromete o desempenho do motor, sendo até indicada em operações com baixas rotações.

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    A Figura 2 mostra que o consumo do Combustível 2 foi maior que os dos Combustíveis 1 e 3 entre 1200 e 2500 rpm. Como a faixa de rotação é a mesma, fica claro que o aumento de potência observado no teste do Combustível 2 foi motivado justamente pelo aumento de consumo desse combustível, minimizando a vantagem de seu uso sobre os demais.

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    Os resultados dos perfis de consumo específico são apresentados na Figura 3. Observa-se que, na faixa de rotação de 2000 a 3600 rpm, o consumo específico foi praticamente o mesmo nos testes realizados com os Combustíveis 1, 2 e 3, em torno de 265,2 g/kWh. Isso sugere não apenas que o desempenho proporcionado pelo uso dos três combustíveis é semelhante, mas também e principalmente que o aumento de potência observado no teste do combustível 2 foi proporcional ao aumento de seu consumo.

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    Para se fazer uma estimativa da eficiência de um determinado combustível, deve-se avaliar suas propriedades. O Combustível 2, por exemplo, apresentou maior densidade e menor viscosidade em comparação aos outros combustíveis, de acordo com os resultados dos ensaios físico-químicos realizados com as Amostras 1, 2 e 3 e extrapolados para os Combustíveis 1, 2 e 3. Tais informações sugerem que a quantidade de Combustível 2 injetada no motor foi comparativamente maior que a dos Combustíveis 1 e 3, gerando maior consumo e proporcionando maior potência ao motor. No entanto, o Combustível 2 apresenta ésteres de cadeia curta em sua composição, o que faz dele um combustível de baixo poder energético quando comparado aos outros combustíveis, constituídos por moléculas de cadeia carbônica longa. Como a energia liberada por unidade de massa do Combustível 2 foi menor que a dos Combustíveis 1 e 3, a potência gerada no motor deveria ser menor, não fosse o maior consumo de combustível.

    A Figura 4 mostra que a pressão na saída do compressor, obtida no teste do Combustível 2, foi maior que as pressões obtidas nos testes dos outros combustíveis, na faixa de rotação de 1400 a 2400 rpm. Esse resultado reforça a ideia de que o consumo do Combustível 2 foi realmente maior que o dos Combustíveis 1 e 3, pois, quanto maior a pressão na saída do compressor, maior a quantidade de ar impelida para dentro do motor, o que provoca a admissão de mais combustível e, consequentemente, o aumento de potência.

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    Deve-se observar, porém, os resultados de consumo de combustível do teste realizado com o Combustível 2, apresentados na Figura 2. Os dados a 3808 e 3999 rpm constituem erro experimental, devido a um problema na bomba de injeção de combustível. Esse problema, na verdade, decorreu do ataque da mistura de ésteres, contida na formulação do Combustível 2, sobre o material polimérico componente da bomba injetora. Assim, o combustível que seguiria para a câmara de combustão, acabou sendo parcialmente desviado para o cárter, contaminando o óleo lubrificante do motor. Por esse motivo, não é possível afirmar que os dados de consumo de combustível, de modo geral, não estejam superestimados e que o Combustível 2 não seja mais eficiente que os Combustíveis 1 e 3. Sugere-se, portanto, a realização de novos testes com uma bomba injetora adaptada para esse combustível. Outras alterações de peças ou mudanças na operacionalidade do motor também são interessantes uma vez que o motor utilizado foi projetado para operar apenas com petrodiesel.



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