[en] METHODOLOGIES FOR FUEL DEVELOPMENT AND DETERMINATION OF FLAME PROPAGATION VELOCITY IN SPARK IGNITION ENGINES

[pt] METODOLOGIAS PARA DESENVOLVIMENTO DE COMBUSTÍVEIS E DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE CHAMA EM MOTORES DE IGNIÇÃO POR CENTELHA

[pt] GUILHERME BASTOS MACHADO

[pt] MODELAGEM

[pt] VELOCIDADE DE CHAMA

[pt] IGNICAO POR CENTELHA

[pt] MOTOR DE COMBUSTAO INTERNA

[pt] FORMULACAO REDUZIDA

[pt] ETANOL

[pt] GASOLINA

[pt] COMBUSTAO

[en] MODELLING

[en] FLAME VELOCITY

[en] SPARK IGNITION

[en] INTERNAL COMBUSTION ENGINE

[en] SURROGATE FUEL

[en] ETHANOL

[en] GASOLINE

[en] COMBUSTION

[pt] As projeções para as próximas décadas indicam que os combustíveis tradicionais, derivados do petróleo, associados à utilização de biocombustíveis nos motores de combustão interna continuarão sendo a principal fonte de propulsão dos veículos. Isto justifica as intensas pesquisas por todo o Mundo, para atender aos desafios de aumento de eficiência e redução de emissões de poluentes. As modelagens dos combustíveis comerciais, que possuem centenas de componentes, e dos processos de combustão em motor são, hoje, desafios reais. Também carecem estudos sistemáticos para compreender melhor como os diferentes componentes de combustíveis interagem em mistura e influenciam os parâmetros de combustão e desempenho nos motores. No presente trabalho, realizaram-se seleção de componentes e ensaios experimentais em motor comercial para identificar formulações reduzidas representativas de gasolinas comerciais brasileiras. Concluiu-se que formulações compostas de n-heptano, iso-octano, tolueno e etanol podem ser utilizadas para modelagem de gasolinas oxigenadas. Implementaram-se metodologias para avaliar a influência dos componentes nas propriedades dos combustíveis e parâmetros de combustão e desempenho do motor, identificando os potencias de cada componente e seus grupos químicos. Com dados experimentais de pressão no cilindro desenvolveu-se modelagem para se calcular a velocidade de propagação de chama no motor, bem como foram obtidas relações para calculá-la a partir da velocidade de chama laminar do combustível na condição padrão. Estas relações possuem como parâmetros de entrada o Reynolds de admissão, pressão e temperatura dos gases não queimados na câmara de combustão. Os resultados reúnem informações e metodologias que poderão ser usadas em várias etapas do processo de desenvolvimento de combustíveis para diferentes aplicações.

[en] For the next decades it is expected that the fossil fuels and bio-fuels usage in internal combustion engines remains to be the main source for vehicular propulsion. This justifies the intense worldwide research and development to comply with the challenges of increasing efficiency and emissions reduction. The modeling of commercial fuels and engine combustion processes presents great challenges. There is also the need to better understand how different fuel components interact and influence engine combustion and performance parameters. In the present work, components selection and engine dynamometer tests were done to identify representative surrogate fuels for commercial Brazilian gasoline. It was concluded that formulations of n-heptane, iso-octane, toluene and ethanol can be used to model oxygenated gasolines. Methodologies were implemented to evaluate the influence of the fuel components on fuel properties and several engine combustion and performance parameters. The potentials of each component and corresponding chemical group were identified. Using in cylinder pressure measurements it was developed a methodology to calculate flame propagation velocity in a commercial engine. Further, mathematical modeling was developed to calculate this combustion parameter, based on fuel laminar flame velocity at standard condition. The relations were designed considering the intake Reynolds number, temperature and pressure of the unburned gases inside the cylinder. The results put together informations and methodologies that can be used in several steps of the fuel development process for different applications.

SERGIO LEAL BRAGA

CARLOS VALOIS MACIEL BRAGA

JOSE EDUARDO MAUTONE BARROS

JOSE ALBERTO DOS REIS PARISE

MARCOS SEBASTIAO DE PAULA GOMES

SERGIO LEAL BRAGA

CARLOS VALOIS MACIEL BRAGA

JOSE EDUARDO MAUTONE BARROS

ALBINO JOSE KALAB LEIROZ

RAMON MOLINA VALLE

2021-11-18

2012-06-28

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=55969@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=55969@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.55969