Estudo experimental do desempenho, combustão e emissões de um motor de ignição por compressão operando com HVO em modo dual-fuel com hidrogênio ou gás natural
HVO e hidrogênio verde são combustíveis alternativos bastante promissores, com potencial para atender às legislações ambientais cada vez mais rigorosas quanto a descarbonização do setor de transportes. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma análise experimental de desempenho, combustão e emissõ...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | Brasil |
| Recursos: | Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) |
| Repositorio: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/4223 |
| Acesso em linha: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4223 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA Dual-fuel Motor diesel Combustão Emissões Hidrogênio GNV HVO |
| Resumo: | HVO e hidrogênio verde são combustíveis alternativos bastante promissores, com potencial para atender às legislações ambientais cada vez mais rigorosas quanto a descarbonização do setor de transportes. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma análise experimental de desempenho, combustão e emissões de um motor de ignição por compressão operando com HVO, em modo dual-fuel, utilizando injeção port-fuel de hidrogênio ou gás natural veicular (GNV). Para isso, foi desenvolvida uma bancada de testes com instrumentação completa, e um motor de ignição por compressão, modelo FPT NEF 67, foi adaptado para operar em modo dual-fuel, com injeção piloto de HVO ou diesel e injeção port-fuel de hidrogênio ou GNV. Os ensaios experimentais foram divididos em três etapas: testes em modo convencional com diesel e HVO separadamente; operação em modo dual-fuel com diesel como combustível piloto e injeções de hidrogênio ou GNV, separadamente; e ensaios em modo dual-fuel com HVO como combustível piloto e com os mesmos combustíveis gasosos. Os resultados indicaram que a operação com HVO em modo single-fuel apresentou vantagens significativas em relação ao diesel, como maior eficiência de combustão e de conversão de combustível, mesmo sem ajustes nos parâmetros de injeção. Além disso, houve reduções nas emissões de CO2 (em média 3,16 %), NOx (média de 6,63 %), além de menor formação de HC, CO e material particulado. Na operação dual-fuel, verificou-se um aumento na pressão no interior do cilindro com a injeção de H2 ou GNV, independentemente do combustível piloto utilizado. Apesar disso, tanto a taxa de aumento de pressão, quanto a covariância do IMEP permaneceram próximas aos valores observados na operação single-fuel. Também foram verificados aumentos na taxa máxima de liberação de calor e na temperatura máxima na câmara de combustão, além de maior atraso de ignição, maior duração da combustão e redução na eficiência de conversão de combustível. Ainda assim, a combinação HVO-hidrogênio demonstrou potencial para reduzir as emissões de NOx e CO2, representando uma alternativa com potencial de substituir o diesel. Por fim, a implementação de um sistema programável para otimizar as condições de injeção pode ser uma estratégia para mitigar a redução da eficiência. |
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