Análise do desempenho de um gerador elétrico de pequeno porte acionado a motor de combustão a quatro tempos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Com a crescente demanda na matriz energética global e a constante preocupação com o uso e a escassez de combustíveis fósseis,o estudo por alternativas de combustíveis mais limpos, baratos, de fácilobtenção e que conservem o meio ambiente tornou-se uma questão de interesse geral.No Brasil, o etanol à base de cana-de-açúcar é uma boa alternativa para a substituição da gasolina, visto que o país possui um território apto para ocultivo dessa cultura, mão-de-obra especializadae condições climáticas adequadas,além de ter baixas emissões de gases de efeito estufa. Para a realização deste trabalho foi utilizado um motor de ciclo Otto a gasolina, com quatro cilindros sem adaptações. Avaliou-se o desempenho do sistema, potência,tensãoe consumo específico do combustível utilizando misturas de gasolina e etanol nas seguintes proporções: E0, E5, E10, E15, E20, E30, E35, E40, E45, E50, E55, E60, E65,E70, E75, E80, E85, E90, E95 e E100. Com a crescente demanda na redução de gases nocivos ao meio ambiente, analisou-se também a quantidade de gases de exaustão expelidos pelo motor(NOx e CO2), observando uma redução na quantidade do CO2 expelido em função do aumento da concentração de etanol na mistura. Em contrapartida, a quantidade de NOx aumentou devido ao fato de a temperatura na câmera de combustão ser maior para o etanol. Como resultado observou-se que o motor-gerador fornece aproximadamente 800W de potência,o que é suficiente para permitir o funcionamento de geladeira, televisão e lâmpadas elétricas, em uma casa de pequeno porte

Due to the growing demand in the global energy mix and the constant concern about the use andthe scarcity of fossil fuels, the study of cleaner, cheaper, easy-obtaining and environment-friendlyalternative fuels has become a matter of general interest. InBrazil, the sugar-cane-based ethanol is a good alternativefor the use of gasoline, since the country hasa land fit forcultivation of this crop, skilled labor and suitable climatic conditions, and have low emissions of greenhouse gases. In this study it wasused a four-cylinder Otto-cycle engine powered by gasoline with no adjustments. It was evaluated the system performance, power, voltage, and specific fuel consumption using mixtures of gasoline and ethanol in the following proportions: E0, E5, E10, E15, E20, E30, E35, E40, E45, E50, E55, E60, E65, E70, E75, E80,E85,E90, E95 e E100. The amount of harmful exhaust gases expelled by the engine (CO2and NOx), was also analyzed, and it was observed a reduction in the amount of CO2 expelled by the enginedue tothe increase of ethanol concentration in the mixture. In contrast, the amount of NOx increased due to thefact that the temperature in the combustion chamber ishigher for ethanol. Asa result it was observed that the motor-generator provides800W of power, which is enough to allow the operation of refrigerator, television and electric bulbs in a small home