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Título: Estudo da combustão com adição de hidrogênio em motor a diesel
Título(s) alternativo(s): Study of diesel engine combustion in dual fuel mode with hydrogen as secondary fuel
Autor(es): Ferreira, Monique Cristina
Orientador(es): Nakaura, Marcio Tadayuki
Palavras-chave: Combustão
Motores de combustão interna
Motores a diesel
Hidrogênio como combustível
Combustion
Internal combustion engines
Diesel motor
Hydrogen as fuel
Data do documento: 13-Set-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: FERREIRA, Monique Cristina. Estudo da combustão com adição de hidrogênio em motor a diesel. 2017. 71 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2017.
Resumo: O estudo teórico da combustão em um motor a combustão interna, alimentado com diesel em operação bicombustível, tendo como combustível secundário o hidrogênio, permite analisar o comportamento do hidrogênio na presença do hidrocarboneto líquido e a influência das suas propriedades no desempenho, combustão e emissões. A fim de realizar esse estudo foi desenvolvido uma rotina de cálculos que, a partir dos dados de entrada fornecido pelo usuário, retorna a razão ar-combustível em base mássica, razão de equivalência, entalpia de combustão, poder calorífico inferior e frações molares dos produtos da reação de combustão. No presente trabalho, os dados de saída da rotina de cálculos são provenientes da reação química de combustão estequiométrica de hidrocarboneto e hidrogênio, rica em hidrocarboneto e hidrogênio (simbolo) = 0,80) e pobre em hidrocarboneto (simbolo = 1,10) relacionadas com a carga, ou seja, quantidade de potência ou torque exigido de um motor. Por meio desses dados de saída conclui-se que a eficiência térmica teórica decresce para misturas estequiométrica de diesel e hidrogênio, e rica em diesel e hidrogênio, a medida em que se aumenta a coparticipação de energia do hidrogênio; e aumenta para mistura pobre em diesel e rica em hidrogênio. A emissão de dióxido de carbono (CO2) diminui para as três misturas analisadas e a emissão de monóxido de carbono (CO) aumenta para mistura rica em diesel e hidrogênio, à medida em que a coparticipação de energia do hidrogênio é aumentada.
Abstract: The theoretical study of internal engine combustion, diesel fueled in dual fuel mode, with hydrogen as secondary fuel, allows the behavior analysis of hydrogen with liquid hydrocarbon and hydrogen influence properties about performance, combustion and emission. In order to accomplish this study, a routine calculations was developed which, from the input data provided by the user, generates the air-fuel ratio on a mass basis, equivalence ratio, enthalpy of combustion, lower heating value and the mole fraction of the reaction products. In the present work, the routine calculations output data results of stoichiometric combustion reaction in diesel and hydrogen, rich combustion reaction in diesel and hydrogen (simbolo = 0,80) and lean combustion reaction in diesel (Simbolo = 1,10), both related with the load, in other words, the amount of power or torque required of an engine. By means of the routine calculations output data it is observed a decrease in theoretical thermal efficiency for stoichiometric mixture in diesel and rich mixture in diesel and hydrogen, as the energy sharing of hydrogen is increased, and an increase for a lean mixture in diesel and rich in hydrogen. The emission of carbon dioxide (CO2) decreases for the three mixtures analyzed and the emission of carbon monoxide (CO) increases for a rich mixture in diesel and hydrogen as the energy sharing of hydrogen is increased.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9270
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