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Universidade Federal doRio de Janeiro

UFRJAVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DO

DESEMPENHO E EMISSÕES DE MOTORES DIESEL USANDO BIODIESEL E ÓLEO DIESEL

Prof. CARLOS RODRIGUES P. BELCHIORPEM / COPPE / UFRJ

LABORATÓRIO DE MÁQUINAS TÉRMICAS

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1 - ApparatusNo desenvolvimento do trabalho será utilizado um Motor Diesel Cummins 6 BT AA 5,9 - de injeção direta de 6 (seis) cilindros de 5,9 litros e 168 Hp.

Para determinação da potência efetiva produzida pelo motor será empregado um dinamômetro hi-dráulico da marca Motor Power, com capacidade p/ 600 kW.

Será utilizado um sistema de Controle de Carga Land & Sea.

O dinamômetro é conectado a um micro-computador através de um módulo de aquisição de dados, permitindo o registro de dados.

Motor Cummins - em bancada dinamométrica no LMT.

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2 - DESEMPENHO E EMISSÕES

Os ensaios do Biodiesel em motores diesel serão realizados seguindo a metodologia do ensaios dos 13 pontos, adaptando-se as condições dos nossos objetivos e adotando-se as simplificações pertinentes.

Modo Velocidade do Motor

Carga(%)

1 Marcha Lenta Sem Carga

2 Intermediária 10

3 “ 25

4 “ 50

5 “ 75

6 “ 100

7 Marcha Lenta Sem Carga

8 “ 100

9 “ 75

10 “ 50

11 “ 25

12 “ 10

13 Marcha Lenta Sem Carga

Assim, serão produzidos gráficos da Potência em função da rotação e, para os pontos mostrados nos diversos modos, serão medidas as emissões de CO2, O2, HC, NOx e opacidade.

Tabela 1

Da mesma forma, serão medidos os consumos de combustível, a temperatura e os gases de descarga.

Os resultados obtidos com os ensaios de biodiesel serão comparados com os do óleo diesel de referência.

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Valores Limites de Emissões

(g/kWh)Euro 2 Euro 3 Euro 4

CO2 4 2,5 1,0

HC 1,1 0,7 0,5

NOx 7,0 5,0 3,0Particulados(opacidade) - - -

Tabela 2

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3 – Emissões específicas de Monóxido de Carbono em função da Potência

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0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

20 40 60 80Potência (kW)

HC

(g/

kWh)

HC (g/kWh) d HC (g/kWh) m+d

4 – Emissões específicas de Hidrocarbonetos em função da Potência

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0

1

2

3

4

5

6

7

20 40 60 80Potência (g/kWh)

NO

x (g

/kW

h)

NOx (g/kWh) d NOx (g/kWh) m+d

5 – Emissões específicas de Óxidos de Nitrogênio em função da Potência

O gráfico mostra o aumento das emissões de NOx com o aumento de carga, como esperado, já que a formação de NOx é função da temperatura máxima de combustão.

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0

1

2

3

4

5

6

20 40 60 80Potência (kW)

Opac

idade

(%

)

opac (%)d opac (%) m+d

6 – Opacidade em função da Potência

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0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

20 40 60 80Potência (kW)

Con

s E

sp (

kg/k

Wh)

Gfuel (kg/kWh) d Gfuel (kg/kWh) m+d

7 – Consumo específico em função da Potência

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200

220

240

260

280

300320

340

360

380

400

20 40 60 80Potência (kW)

Tem

pera

tura

de

Des

carg

a (C

)

Temp. desc (C) d Temp. desc (C) m+d

8 – Temperatura dos Gases de Descarga em função da Potência