Bioeconomia: Diversidade e Riqueza para o Desenvolvimento Sustentável
21 a 25 de outubro de 2019
Trabalho 11188
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Engenharia/Tecnologia |
| Setor | Departamento de Engenharia de Produção e Mecânica |
| Bolsa | FAPEMIG |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | FAPEMIG |
| Primeiro autor | Henrique Gabriel dos Santos |
| Orientador | JULIO CESAR COSTA CAMPOS |
| Título | Simulação numérica da combustão em uma malha móvel de um motor de combustão interna com auxílio do código computacional CHEMKIN. |
| Resumo | O objetivo desse trabalho foi analisar uma simulação numérica da combustão utilizando uma malha móvel com auxílio do CHEMKIN-CFD, com a intenção de estudar as emissões de poluentes, bem como as temperaturas e pressões envolvidas no processo de combustão. É fato que a maioria da energia utilizada atualmente no mundo é proveniente de combustíveis fósseis derivados do petróleo, como por exemplo, o diesel, o metano e a gasolina. Isso se deve principalmente pelo domínio do homem sobre sua extração e a alta capacidade energética desses compostos químicos. Porém, devido à emissão de poluentes como CO2 e CO, e também os compostos de óxido nítrico, denominados NOx, esses compostos químicos são responsáveis pelo aumento do efeito estufa. Além disso, tais poluentes são também responsáveis por produzir efeitos nocivos à saúde humana e consequentemente diminuindo a qualidade de vida da sociedade. Visto isso, fica claro a importância do estudo e da análise detalhada da emissão de tais poluentes durante o processo de combustão. A metodologia utilizada nesse estudo tem como base uma geometria de motor de combustão com ignição por compressão, sendo o diesel o combustível empregado. Assim, foram analisadas duas situações através da simulação numérica realizada no software FLUENT-CFD na seção CHEMKIN CFD. A simulação foi realizada considerando uma rotação de 1500 rpm e 3000 rpm com ângulos de virabrequim de 712 a 832 graus para análise da temperatura e pressão no interior da câmara de combustão do ciclo diesel. Os resultados apresentados evidenciaram para a rotação de 1500 rpm uma variação de temperatura de 655 a 844K para um ângulo de virabrequim da ordem de 832 graus e de 1500 a 1900K para um ângulo de virabrequim da ordem de 712 graus. A partir da temperatura acima de 1800k, o mecanismo de Zeldovich foi ativado e evidenciou-se um pico de Nox térmico da ordem de 0,015 gmol/m(3)-s. Ainda, constatou-se um pico de fração máxima do poluente NO em torno de 1,25x10(-5). Verificou-se para ângulos de virabrequim variando de 700 a 750 graus um pico elevado de pressão de 1,5x10(07)Pa. Para rotação de 3000 rpm apresentou-se temperaturas superiores a rotação de 1500 rpm, considerando o ângulo de virabrequim de 832 graus. Para o ângulo de 712 graus as temperaturas alcançam uma similaridade com a rotação de 1500 rpm, da mesma maneira a pressão no interior do cilindro em relação ao ângulo de virabrequim. Evidenciou-se um pico de Nox, na rotação de 3000rpm com ângulo de virabrequim de 712 graus, no momento em que ocorreu a ignição por compressão do diesel,as temperaturas elevaram-se no interior da câmara de combustão ocasionando um pico de 0,017 gmol/m(3)-s. Conclui-se que, a metodologia apresentada foi eficiente, deixando claro ao longo do estudo, a sua complexidade e necessidade de maior aprofundamento no assunto, visto a sua relevância para o âmbito acadêmico, industrial e econômico. |
| Palavras-chave | Mecanismo de Zeldovich, Ângulo de virabrequim, Emissão de poluentes |
| Forma de apresentação..... | Painel |