[en] NUMERICAL SIMULATION OF THE PHYSICOCHEMICAL AND THERMODYNAMIC PROPERTIES OF DIESEL-BIODIESEL-PENTANOL ISOMERS MIXTURES

[pt] SIMULAÇÃO NUMÉRICA DAS PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS E TERMO-DINÂMICAS DE MISTURAS DIESEL-BIODIESEL-ISÔMEROS DO PENTANOL

[pt] DANIEL ROTOLO OLIVEIRA DE LIMA

[pt] OLEO DIESEL

[pt] TERNARY PLOTS

[pt] MISTURAS TERNARIAS

[pt] PENTANOL

[pt] RECURSOS FOSSEIS

[pt] BIODIESEL

[en] DIESEL OIL

[en] TERNARY PLOTS

[en] TERNARY MIXTURES

[en] PENTANOL

[en] FOSSIL RESOURCES

[en] BIODIESEL

[pt] Os recursos fósseis têm reservas limitadas e seu uso acarreta danos ao meio ambiente tanto no âmbito local como global. Estudos visando à substituição desses recursos por fontes renováveis, ocasionando uma redução nas emis-sões de gases poluentes, e aumentando a eficiência energética, estão sendo desenvolvidos. Nesse contexto, o uso do etanol em motores ciclo Otto e o biodiesel em motores de ciclo Diesel, já estão muito difundidos. Estudos têm sido realizados visando o emprego do pentanol em motores de ignição por compressão formando misturas ternárias desses isômeros com o óleo diesel e biodiesel (DBP). Neste trabalho, estudos comparativos de misturas terná-rias diesel e biodiesel com álcoois de menor cadeia carbônica como metanol, etanol, propanol e butanol foram analisados. Foram estudadas propriedades como ponto de ebulição, ponto de fulgor, entalpia de vaporização, número de cetano, densidade, viscosidade cinemática e teores de carbono, hidrogênio, oxigênio e enxofre. Para a realização dos diagramas ternários foi utilizada a ferramenta Ternary Plots do MATLAB. Com essa ferramenta, foi possível pro-por uma composição otimizada das misturas. Os resultados indicaram uma mistura composta por 90 porcento de diesel, 5 porcento de biodiesel e 5 porcento de pentanol ou qualquer outro álcool, apresentaram o melhor conjunto de propriedades. Cál-culos estimativos e elevados com relação a viabilidade econômica, com ênfase na DBP, forneceram um valor de 41,34/L reais dessa mistura.

[en] Fossil resources have limited reserves and their use entails environmental damage both locally and globally. Studies aimed at replacing these resources with renewable sources, causing a reduction in pollutant gas emissions, and increasing energy efficiency, are being developed. In this context, the use of ethanol in Otto cycle engines and biodiesel in Diesel cycle engines are already widespread. Studies have been conducted aiming at the use of pentanol in compression ignition engines, forming ternary mixtures of these isomers with diesel and biodiesel (DBP). In this work, comparative studies of ternary diesel and biodiesel mixtures with lower carbon chain alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol were analyzed. Properties such as boiling point, flash point, vaporization enthalpy, cetane number, density, kinematic viscosity and carbon, hydrogen, oxygen and sulfur contents were studied. For the accomplishment of the ternary diagrams we used the MATLAB Ternary Plots tool. With this tool, it was possible to propose an optimized composition of the mixtures. The results indicated that a mixture composed of 90 percent diesel, 5 percent biodiesel and 5 percent pentanol or any other alcohol presented the best set of properties. Estimates and high estimates regarding economic viability, with emphasis on BPD, provided a value of 41.34/L of this mixture.

FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE

ANA ROSA FONSECA DE AGUIAR MARTINS

2020-01-31

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.46672