Funcionamiento de motores de combustión interna manual universitario para estudiantes por Wladyslaw R. Pawlak

UANL

Uso da técnica de análise de óleo lubrificante em motores diesel estacionários, utilizando-se misturas de biodiesel e diferentes níveis de contaminação do lubrificante

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sistema compacto de cogeração com motor de combustão interna

Sistema compacto de cogeração com motor de combustão interna compreendendo a interligação mecânica de um motor de combustão interna (M), operando com gasolina e ou gás, com um gerador de eletricidade (G), e um trocador de calor água/água (TC1), onde a troca de calor ocorre entre a água proveniente do conjunto de refrigeração do motor (M) e a água a ser aquecida proveniente da rede de abastecimento...

Modelagem de motor de combustão internae simulação do processo de queima de combustível

The internal combustion engine is a heat engine widely used in the automotive industry. In order to better understand its behavior many models in the literature have been proposed in the last years. The 0-D thermodynamic model is a fairly simple tool but it is very useful to understand the phenomenon of combustion inside the chamber of internal combustion engines. In the first phase of this work, an extensive literature review was made in order to get information about this kind of analysis and, after this, apply them in a model able to calculate the instantaneous temperature and pressure in one zone of the combustion chamber of a diesel engine. Therefore some considerations were made with the aim of increasing the accuracy of the model in predicting the correct behavior of the engine, adding the combined effects of heat transfer, leakage and injection. In the second phase, the goal was to study the internal flow of a three-dimensional model of an internal combustion engine. In order to achieve this goal the software Solidworks was used to create the geometries of an engine and the suite of softwares Ansys was used to create the moving mesh (ICEM CFD and CFX-Pre) and to solve the CFD problem (Ansys CFX code). The model was able to perform the air flow simulation during the four-stroke cycle of an engine: admission, compression, expansion and exhaust. The results obtained from both models were suitable and they open a new range of possibilities for future researches on the field

Estado del Arte del Uso del Gas de Gasificación Termoquímica de Biomasa(GG), en Motores de Combustión Interna Alternativos

El presente trabajo, desarrollado en el marco del Convenio de Cooperación educativa entre la ETSII - UPM y el Ciemat, se realiza con el fin de determinar líneas futuras de investigación y/o aplicación de la tecnología de gasificación termoquímica de biomasa integrada a motores de combustión interna alternativos (MCIA) para generación de potencia, motivados por la necesidad de reducir las emisiones contaminantes, aumentar el uso de las fuentes renovables de energía, reducir la dependencia económica de los combustibles fósiles, aprovechar energéticamente infinidad de residuos del sector agroindustrial y por la necesidad de generar energía a base de combustibles autóctonos que permitan resolver los problemas de suministro eléctrico en zonas no interconectadas eléctricamente en países en vía de desarrollo. En el capítulo 1 se comienza por presentar los objetivos y la justificación del presente trabajo, se enmarca esta tecnología desde el punto de vista histórico, de los combustibles y de los gasógenos, que fue la primera aplicación extendida masivamente durante las dos guerras mundiales en Europa. Además se hace un breve recuento de los principales grupos de investigación y fabricantes a nivel comercial que actualmente trabajan en el desarrollo de esta tecnología. En el capítulo 2 se hacer una breve descripción del proceso de gasificación termoquímica, mostrando los diferentes tipos de gasificadores existentes, las propiedades del combustible primario usado y los factores que afectan la eficiencia de este proceso. En el capítulo 3 se estudia el gas de gasificación desde el punto de vista de la composición, propiedades como combustible motor, requisitos, tratamiento necesario para su uso como combustible en motores de combustión interna, otros usos del GG y riesgos que conlleva su utilización. En el capítulo 4 se presentan un estudio general de los motores de gas, donde se presenta una clasificación, se estudia la manera de regular la operación de estos motores, se hace una descripción cualitativa de la combustión, se muestran algunas aplicaciones y se estudia la combustión en los motores a gas desde el punto de vista de los factores que la afectan. En el capítulo 5 se entra en profundidad sobre el uso del gas de gasificación -GG en MCIA, inicialmente estudiado desde el punto de vista teórico, luego presentando los resultados de varias investigaciones realizadas y por último mostrando algunos de las aplicaciones comerciales actualmente en el mercado. Finalmente se presentan las conclusiones, la bibliografía consultada y un glosario de términos.

Conductividad térmica en aleaciones de aluminio usadas en la manufactura de componentes de motores de combustión interna

Las aleaciones de aluminio son ampliamente utilizadas en la industria automotriz, principalmente en aplicación automotriz (cabezas y monoblocks), donde la extracción de calor es crítica para la eficiencia del motor. Este trabajo presenta los resultados de una serie de pruebas realizadas para evaluar la conductividad térmica en aleaciones de aluminio, en un rango de temperaturas desde temperatura ambiente hasta 300°C mediante la variación de las condiciones de tratamiento térmico. Las aleaciones de aluminio analizadas en este estudio fueron: AlCu5Mg, AlSi7Mg, AlSi7MgCu0.5, AlSi8Cu3Mg y AlSi7Cu3Mg, se vaciaron en moldes de arena en forma de cuña con una templadera de hierro en la parte inferior para promover la solidificación direccional. Se evaluaron tres perfiles de solidificación caracterizados por el grado de refinación de su microestructura (20, 30 y 50 µm equivalente a una aleación tipo 319 AlSi7Cu3Mg) para simular diferentes zonas de los componentes automotrices. Muestras de cada aleación fueron sometidas a tratamiento térmico (solución, temple y envejecido artificial), como medio de temple se utilizó agua y aire. Las muestras de cada condición de tratamiento térmico y perfil de solidificación fueron sometidas a un envejecido posterior de 200 hr para simular las condiciones de temperatura a las cuales están expuestos los motores de combustión interna y fueron evaluadas cuatro temperaturas: 150°C, 200°C, 250°C y 300°C. Los resultados muestran que la conductividad térmica es incrementada en muestras con un espaciamiento dendrítico secundario fino y con un medio de temple en agua. 1 El post-envejecido, al cual se sometieron las muestras, fue la condición del tratamiento que incrementó en mayor medida el valor de conductividad térmica. El contenido de cobre en la aleación presenta un incremento en la conductividad térmica de la aleación, principalmente en temperaturas de post-envejecido que sobrepasan los 200°C.

Análise de viabilidade técnica e econômica da geração de energia através do biogás de lixo em aterros sanitários.

A geração de energia a partir do biogás do lixo em aterros sanitários é uma maneira de produzir energia elétrica renovável e limpa, reduzindo os impactos globais provocados pela queima dos resíduos sólidos urbanos. A contribuição ambiental mais relevante é a redução de emissões dos gases de efeito estufa (GEE), por meio da conversão do metano em dióxido de carbono, visto que o metano possui um potencial de aquecimento global cerca de 21 vezes maior, quando comparado ao dióxido de carbono (através da combustão do mesmo). De acordo com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), os países ricos podem comprar créditos de carbono (CERs) dos países em desenvolvimento (que possuam projetos sustentáveis) para cumprir suas metas ambientais. O objetivo é transformar um passivo ambiental (destinação final dos resíduos sólidos urbanos) em um recurso energético, além do estudo da alternativa de obtenção de recursos financeiros através dos CERs. São analisadas as tecnologias de conversão energética (tecnologia de gás de lixo, incineração, entre outras), com a seleção da melhor alternativa para a geração de energia através do biogás de lixo em aterros sanitários. A metodologia utilizada é a recomendada pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - USEPA (2005). Serão apresentadas outras duas metodologias de cálculo da geração de metano: a do Banco Mundial e a do IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas). São apresentados estudos comparativos demonstrando quando as turbinas a gás, motores de combustão interna (ciclos Otto ou Diesel) ou outras tecnologias de conversão energética serão viáveis na área técnica e econômica para implantação de Unidades Termoelétricas a biogás. No caso do Aterro de Gramacho, o projeto é viável com a utilização de motores a combustão interna e a obtenção de receitas com a venda da produção de energia e créditos de carbono. Por fim, será apresentada a alternativa do uso do biogás como substituto do gás natural para fins energéticos ou outros fins industriais.

Urban planning issues related to the development of rail freight

Este trabalho é o relatório de estágio profissional realizado numa companhia francesa de arquitetura, especializado no planeamento urbano, que se-­‐chama AREP. O trabalho desenvolvido teve como objectivo identificar os problemas dos transportes de mercadorias e de logística nas áreas urbanas e da intervenção do planeamento urbano para a mitigação daqueles problemas. Os transportes urbanos de mercadorias são uma prioridade para a definição de políticas num mundo cada vez mais urbanizado. As áreas urbanas necessitam cada vez mais da entrega e recolha de grandes quantidades de mercadorias, resultando na procura de com custos externos elevados e a degradação da qualidade de vida dos residentes. Em 2012, a OECD estimava que as atividades ligadas ao transporte de mercadorias iriam crescer entre 50% e 130% entre 2010 e 2050 nos países da daquela organização. Nos países que não fazem parte da OECD estimava que as atividades iriam crescer entre 250% e 550% durante o mesmo período. Com os problemas já existentes e com o crescimento que está previsto, é importante encontrar soluções que limitem os custos externos e que se encontrem alternativas mais sustentáveis. Tradicionalmente, os formuladores de políticas urbanas tendem a ver os transportes de mercadorias nas áreas urbanas como um problema, em vez de os considerar como um componente essencial do desenvolvimento urbano. Em consequência disso, as políticas implementadas foram desenvolvidas no sentido da restrição na atividade de distribuição de mercadorias. Ao mesmo tempo, os operadores de transporte têm continuado a desenvolver a sua função adequando-­‐se às condições impostas com maiores níveis de eficiência. No entanto, este sucesso tem tido muitos custos externos negativos para a economia, a sociedade e o ambiente. Por isso, os transportes urbanos de mercadorias encontram-­‐se numa tensão constante entre uma logística eficiente e um desenvolvimento urbano sustentável. Hoje, os decisores políticos começam a alterar a perspectiva sobre a intervenção sobre a circulação de transportes de mercadorias, atendendo à sua importância para a economia urbana e, simultaneamente, à necessidade de reduzir os impactes negativos associados ao transporte de mercadorias. Um dos desafios principais é o de compatibilizar as atividades logísticas e os transportes de mercadorias e a preservação das áreas urbanas, minimizando os impactes, garantindo uma boa qualidade de vida para os residentes. Trata-­‐se de um assunto complexo pelos diferentes atores com interesses muitas das vezes conflituantes. A conciliação dos interesses constitui um dos problemas, nomeadamente nas soluções de curto prazo. O espaço disponível para os transportes e as atividades de comércio e serviços emáreas urbanas é limitado. Existe uma grande concorrência sobre o uso do solo urbano entre os diferentes atores.. A necessidade de espaço, conduz a que o sector da logística saía das cidades e se instale nas suas periferias. Esta tendência chama-­‐se ‘logistic sprawl’ e tem vários efeitos negativos, por exemplo, o facto de os veículos terem de percorrer maiores distâncias para os seus clientes nas áreas urbanas. Ao mesmo tempo, os residentes, como consumidores, exigem ter uma grande variedade de produtos disponíveis, esquecendo que para isso há a necessidade de os transportar para e dentro da cidade. Quando as políticas de transportes de passageiros em áreas urbanas se tem vindo a concentrar na alteração modal, do transporte em automóvel para os transportes públicos, ou para a utilização da bicicleta ou a marcha a pé, as políticas de transportes de mercadorias devem igualmente potenciar a utilização de transportes alternativos mais sustentáveis do que o transporte em veículos de mercadorias com motores de combustão interna. Hoje em dia, 75% de todos os transportes de mercadorias por via terrestre a distâncias médias ou longas (mais de 50km), são realizados por via rodoviária. A distâncias mais reduzidas (last mile) essa percentagem é de quase 100%. Estes valores não são compatíveis com um desenvolvimento sustentável. O esforço desenvolvido no sentido da promoção dos modos mais sustentáveis, como a ferrovia e a utilização das vias navegáveis, têm encontrado a oposição das empresas de transporte de mercadorias pois a rodovia é mais flexível (entrega porta-­‐a-­‐porta), com reduzidos custos de utilização de infraestrutura e com custos-­‐fixos mais baixos. Uma cooperação integrada e holística entre os diferentes níveis de governação do território é fundamental, sendo desejável uma maior cooperação entre o sector público e privado. As medidas a implementar têm que ter em conta os problemas a curto e longo prazo. Uma grande variedade de medidas (de regulação, de gestão da infraestrutura, de gestão e ordenamento do território, de promoção e de informação, etc.) têm que ser implementadas e coordenadas em conjunto com o sector privado. As medidas isoladas não resolverão os problemas de transporte de mercadorias na cidade, por isso, o desafio é o de implementar um pacote de medidas diferentes que contribua para uma distribuição das mercadorias mais sustentável, tornando as cidades mais habitáveis. Neste relatório, são discutidas e analisadas as diferentes medidas que podem ser implementadas pelos distintos níveis de governança, incluindo a apresentação de alguns case-­‐studies.

A tração elétrica como alternativa para o transporte urbano

Este trabalho foi desenvolvido com a finalidade de reunir o conhecimento necessário para a aplicação da tração elétrica no transporte urbano e, desta maneira, auxiliar na diminuição dos impactos nocivos causados pelo homem ao meio ambiente. É sabido que 80% das emissões jogadas na atmosfera provém do escapamento de veículos equipados com motores de combustão interna. Estas emissões são responsáveis diretas pelo chamado efeito estufa que notoriamente tem causado alterações climáticas indesejadas em nosso planeta. Segundo especialistas, estas alterações no clima já estão ocasionando quebras na produção agrícola, doenças respiratórias e outros problemas sociais. Visando minimizar estes danos ao ambiente, várias empresas já concluíram que faz-se necessário desenvolver uma tecnologia para tornar nossos veículos menos poluentes. Uma das tecnologias pesquisadas e que mais tem prosperado ultimamente é a da célula de combustível. Independentemente da tecnologia a ser adotada, já é consenso entre os pesquisadores e engenheiros que a tração elétrica será o sistema adotado nos futuros veículos. Seja movido à célula de combustível, baterias ou outro meio, o motor elétrico será o componente principal do veículo do futuro. É imperativo que a tecnologia da tração elétrica seja dominada de maneira a permitir que países em desenvolvimento também possam projetar veículos limpos e assim participar do esforço mundial por um futuro livre do efeito estufa Vários países já exploram as vantagens do veículo elétrico. Pode-se encontrar disponíveis comercialmente opções variadas que vão desde motonetas até caminhões e ônibus elétricos. Ainda assim o veículo elétrico não apresenta um preço compatível com a renda da maioria dos habitantes de países em desenvolvimento. Como alternativa a este problema pode-se adotar o processo em que um veículo convencional equipado com motor de combustão interna é convertido para operar através da tração elétrica. Este processo requer um conhecimento específico já que exige habilidade para especificar a potência nominal do motor (e conseqüentemente a faixa de torque em que este operará) e a capacidade do banco de baterias para que se possa atingir a autonomia desejada para o veículo. Para tal fim, o trabalho descreve e valida, através de experimentação, o método proposto pela Bosch para a determinação dos coeficientes de arrasto aerodinâmico e de rolamento. De posse destes coeficientes é possível especificar o motor e baterias a serem utilizados na conversão. Este trabalho demonstra ainda que o veículo elétrico proporciona mais economia em relação ao veículo convencional ao mesmo tempo que ajuda a reduzir drasticamente a emissão de gases geradores do efeito estufa.

Remoção de hidrocarbonetos do gás natural visando o ajuste do índice de metano

The use of the natural gas is growing year after year in the whole world and also in Brazil. It is verified that in the last five years the profile of natural gas consumption reached a great advance and investments had been carried through in this area. In the oil industry, the use of the natural gas for fuel in the drive of engines is usual for a long date. It is also used to put into motion equipment, or still, to generate electric power. Such engines are based on the motor cycle of combustion Otto, who requires a natural gas with well definite specification, conferring characteristic anti-detonating necessary to the equipment performance for projects based on this cycle. In this work, process routes and thermodynamic conditions had been selected and evaluated. Based on simulation assays carried out in commercial simulators the content of the methane index of the effluent gas were evaluated at various ranges of pressure, temperature, flowrate, molecular weight and chemical nature and composition of the absorbent. As final result, it was established a route based on process efficiency, optimized consumption of energy and absorbent. Thereby, it serves as base for the compact equipment conception to be used in locu into the industry for the removal of hydrocarbon from the natural gas produced

Fadiga do aço para molas de válvulas SAE 9258 produzido industrialmente por lingotamento convencional e contínuo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise da influência da contaminação do lubrificante por biodiesel em um equipamento Pin-on-disk

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Análise da viabilidade técnica econômica da utilização do biogás proveniente de resíduos de grandes granjas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise econômica do uso de célula a combustível para acionamento de ônibus urbano

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização de um gaseificador do tipo downdraft

A gaseificação é uma conversão termoquímica da biomassa em gás combustível, que pode ser usado como combustível em motores de combustão interna ou como gás de síntese para a indústria química. Para checar o desempenho de um gaseificador temos de quantificar a energia contida no gás produzido e a quantidade de carbono convertido por meio dos cálculos de eficiência energética e de conversão de carbono através dos dados obtidos experimentalmente. A eficiência energética é uma relação entre os fluxos de gás e biomassa e de suas respectivas quantidades de energia, no mesmo sentido, a conversão de carbono é a quantidade de compostos carbonáceos presentes no gás convertido a partir da quantidade de carbono presente na composição da biomassa. O presente documento avalia a eficiência energética e de carbono na conversão de um protótipo de um gaseificador indiano do tipo downdraft produzido por uma empresa local (Floragás). Os parâmetros nominais do gaseificador são: capacidade de produção de gás de 45 kWt, consumo de biomassa (caroço de açaí) de 15 kg/h. As dimensões do gaseificador são: DI 150 mm e altura de 2000 mm). A eficiência energética e a taxa de conversão de carbono foram quantificados, a queda de pressão devido ao leito do reator e a temperatura dos gases também foram medidos na saída do reator e também, a concentração de alcatrão, partículas e gases não condensáveis (CO, CO², CH⁴, SO², N² e NO^x) nos gases de combustão após a sistema de limpeza.