Análise experimental e em CFD de motor diesel alimentado com biocombustíveis adaptáveis à matriz energética brasileira em modo dual fuel

SOUZA, Túlio Augusto Zucareli de

dc.creator	SOUZA, Túlio Augusto Zucareli de
dc.date.issued	2024-02-26
dc.identifier.uri	https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4019
dc.description.abstract	With the growing energy demand, the rise of stricter environmental regulations, and the large-scale application of electric vehicles far from being a reality, new energy vectors for internal combustion engines have been considered. In this sense, biogas, biomethane, and syngas represent options that deserve some attention, despite not being widely used in Brazilian transportation. In addition to the use of new energy sources, innovative techniques – such as the dual fuel mode – can improve even further the potential of different fuels, such as HVO (hydrotreated vegetable oil), in order to optimize the engine operation in terms of efficiency and pollutants emissions. Therefore, the present thesis proposes experimental and numerical analyses in a single-cylinder diesel engine operating in dual fuel mode with fuels adaptable to the Brazilian energy matrix. The potential of theses fuels as partial replacements for diesel was verified, reducing NOx (up to 25.8%) and particulate matter (up to 86%) emissions, associated to a small decrease in thermal (up to 12.5%) and combustion (up to 4.2%) efficiencies. When diesel was replaced by HVO, improvements were observed in both emissions (NOx, CO, CO2, HC and particulate matter) and thermal efficiency. Finally, the combination of gaseous fuels with HVO led to the same trend observed for diesel, but with superior results for efficiency and emissions. In all the studied cases, the ANSYS Forte® CFD model offered additional understanding of experimental results, representing an option for extrapolation of results, optimization, and prediction of engine operation without the need of additional tests.	pt_BR
dc.language	por	pt_BR
dc.publisher	Universidade Federal de Itajubá	pt_BR
dc.rights	Acesso Aberto	pt_BR
dc.subject	Motor diesel	pt_BR
dc.subject	Dual fuel	pt_BR
dc.subject	Biocombustíveis	pt_BR
dc.subject	CFD	pt_BR
dc.subject	Cinética química	pt_BR
dc.title	Análise experimental e em CFD de motor diesel alimentado com biocombustíveis adaptáveis à matriz energética brasileira em modo dual fuel	pt_BR
dc.type	Tese	pt_BR
dc.date.available	2024-03-14
dc.date.available	2024-03-14T18:56:31Z
dc.date.accessioned	2024-03-14T18:56:31Z
dc.creator.Lattes	http://lattes.cnpq.br/2748561250563891	pt_BR
dc.contributor.advisor1	RODRIGUEZ, Christian Jeremi Coronado
dc.contributor.advisor1Lattes	http://lattes.cnpq.br/5213237888376188	pt_BR
dc.contributor.advisor-co1	SIQUEIRA, Bruna Oliveira Passos e Silva
dc.contributor.advisor-co1Lattes	http://lattes.cnpq.br/8768748110793407	pt_BR
dc.description.resumo	Com a crescente demanda energética, o surgimento de legislações ambientais cada vez mais rigorosas e com os carros elétricos longe de se tornarem uma realidade em larga escala, novos vetores energéticos têm sido propostos como soluções para motores de combustão interna. Neste sentido, biogás, biometano e gases de síntese representam opções que, embora ainda não amplamente utilizadas no transporte brasileiro, merecem atenção. Além do uso de novas fontes energéticas, técnicas inovadoras – como o modo dual fuel – podem aproveitar ainda mais o potencial de diferentes combustíveis, como o HVO (do inglês “óleo vegetal hidrotratado”), para otimizar o funcionamento do motor dos pontos de vista de eficiência e das emissões de poluentes. Desta forma, na presente tese propõe-se uma análise experimental e numérica de um motor diesel monocilindro operando em modo dual fuel com combustíveis adaptáveis à matriz energética brasileira. Foi observado o potencial destes combustíveis na substituição parcial do diesel, com potencial redução nas emissões de NOx (até 25,8%) e material particulado (até 86%), associado a um pequeno decréscimo nas eficiências térmica (até 12.5%) e de combustão (até 4.2%). No caso da substituição de diesel por HVO, foram observadas melhorias tanto nas emissões (NOx, CO, CO2, HC e material particulado) como na eficiência térmica. Por fim, a combinação dos combustíveis gasosos com o HVO levou à mesma tendência observada para o diesel, porém com resultados superiores em termos de eficiência e emissões. Em todos os casos, o modelo CFD em ANSYS Forte® forneceu análises adicionais dos resultados experimentais, e representa uma opção para extrapolação de resultados, otimização e predição da operação do motor sem a necessidade de testes adicionais.	pt_BR
dc.publisher.country	Brasil	pt_BR
dc.publisher.department	IEM - Instituto de Engenharia Mecânica	pt_BR
dc.publisher.program	Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica	pt_BR
dc.publisher.initials	UNIFEI	pt_BR
dc.subject.cnpq	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA	pt_BR
dc.relation.references	SOUZA, Túlio Augusto Zucareli de. Análise experimental e em CFD de motor diesel alimentado com biocombustíveis adaptáveis à matriz energética brasileira em modo dual fuel. 2024. 121 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024.	pt_BR