Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
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Dissertação Acesso aberto Análise de uma mistura substituta da gasolina com diferentes concentrações de etanol utilizando um queimador de chama plana(2024) Bongoski, FábioA pesquisa no campo da combustão está intrinsicamente ligada à eficiência energética, à redução de emissões e à compreensão de fenômenos fundamentais que ocorrem durante o processo de queima dos combustíveis. O estudo da velocidade de chama adiabática em misturas líquidas que representem combustíveis de uso geral é crucial para desenvolvimento de modelos de cinética química, bem como para o projeto otimizado de motores e dispositivos de combustão. Entre os combustíveis mais utilizados atualmente, destaca-se a gasolina, devido à sua importância na utilização em automóveis de combustão interna. No Brasil, a gasolina comum recebe um acréscimo de 27% de etanol em sua composição, este teor é definido por lei e definições de macropolítica econômica que imperam nesta decisão. Por ser um produto derivado do petróleo, existem muitas espécies químicas em sua composição e. por esse motivo, inviável desenvolver um mecanismo de cinética química detalhado que reproduza todos os comportamentos do combustível em todas as condições de interesse tecnológico e que possa ser utilizado em aplicações de projeto e análise de motores. Uma solução é utilizar a combinação de componentes químicos chamada de mistura substituta, com as mesmas características físico-químicas, para representar o combustível derivado do petróleo. Nesse contexto, o objetivo do trabalho utilizar um queimador de chama plana para avaliar experimentalmente a velocidade de chama adiabática e a energia de ativação global aparente de uma mistura de iso-octano, n-heptano, tolueno e etanol A análise foi realizada na condição estequiométrica, com temperatura dos reagentes de 358 K e pressão atmosférica. Uma análise numérica utilizando o software Python com o pacote CANTERA foi realizada para obter os valores de velocidade de chama adiabática e energia de ativação global aparente utilizando dois mecanismos de cinética química. O resultado para a velocidade de chama adiabática do combustível substituto foi de (50.8 ± 1,5) cm/s e o valor da energia de ativação global aparente ide (239.92 ± 7.23) J/mol. Os resultados foram condizentes com a simulação numérica que apresentou um valor de 48.86 cm/s com mecanismo de cinética química LLNL e 49,09 cm/s com o mecanismo CRECK.