Analise de liberação de energia em motores diesel operando com combustiveis alternativos

Os desafios técnicos impostos pelo crescente controle no nível de emissão de poluentes, demanda por redução de consumo e substituição dos combustíveis fósseis empregados nos motores de ciclo diesel concentram uma parcela apreciável dos estudos realizados na área de combustão. Nestes estudos, a identificação de padrões de liberação de energia durante a queima possui elevado grau de importância. A taxa aparente de liberação de energia pode ser obtida a partir de diagramas experimentais de pressão no cilindro, usualmente adotando-se um modelo de uma zona de combustão. Neste modelo costuma-se assumir que a pressão e temperatura da câmara de combustão são uniformes e, ainda, que o combustível injetado é queimado instantaneamente. Desta maneira, o período de ignição do combustível injetado e a presença de combustível não queimado no fluido de trabalho são negligenciados. Propõe-se, no presente estudo, uma abordagem alternativa para o levantamento da taxa aparente de liberação de energia. Esta abordagem promove a separação entre a injeção e a queima do combustível, considerando-se a presença de combustível no fluido de trabalho. Os resultados obtidos para a massa total de combustível queimada, sob tal abordagem, mostram-se consideravelmente realistas. Exemplos da aplicação desta abordagem durante o estudo da combustão de misturas entre óleo diesel e biodiesel em motores de ignição por compressão também serão reportados e discutidos no presente trabalhoThe combustion process in Diesel cyc1e engine has been highly studied since it remains an excellent alternative for future personal transportation power-trains, due to its high thermal efficiency, future orientation, low fuel consumption and the perspective of minor emissions. Technical challenges of exhaust emission control, energy conservation as well as substitution of fossil fuel are the main efforts in the diesel combustion area. In these studies it is especially important to identify the temporal rate of energy release occurring during the combustion process. The apparent combustion heat release rate is calculated from experimental cylinder pressure data and, usually, adopting the single zone combustion mode!. According to this model, it is admitted that pressure and temperature are uniform thorough the entire cylinder volume and that injected fuel instantaneously vaporizes, mixes with in-cylinder gases and bums out. Thus, the ignition delay and the presence of unburned fuel in the combustion chamber are not taken into account. It is proposed an alternative approach for calculating the apparent heat release rate during combustion. The proposed approach permits to distinguish between the rate of fuel injection and the apparent rate of fuel burning. By this way, it is possible to take into consideration the existence of unburned fuel in the engine cylinder and the obtained results become more realistic. Examples of the application of this approach to the study of combustion of blends of biodiesel and diesel fuel are reported and discussed in this wor