Modelo termodinâmico para a simulação de motores de combustão interna utilizando combustíveis alternativos

• Processo: 13/18050-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: Santiago del Rio Oliveira
• Beneficiário: Ana Laura Limoni Geraissati
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Assunto(s): Energia química Motores de combustão interna Equações diferenciais Termodinâmica Métodos de análise MATLAB
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biela Manivela | Ignição por Centelha | Ignição por Compressão | Motor de combustão interna | Termodinâmica Aplicada

Resumo

A análise e o desenvolvimento de motores de combustão interna com ignição por centelha e por compressão é um tópico de grande interesse técnico e científico. De maneira geral, estudos relacionados a esse tipo de equipamento têm como objetivo analisar sua eficiência energética, ou seja, a conversão da energia química do combustível em energia mecânica. A análise e o desenvolvimento desses equipamentos são complexos e caracteriza-se pela multidisciplinaridade de conceitos envolvidos. Um estudo de eficiência energética pode ser realizado sob o ponto de vista dos materiais envolvidos na concepção do motor, da qualidade e tipo de combustível utilizado, das dimensões dos componentes do motor bem como das interações térmicas entre os componentes. Independentemente do ponto de vista utilizado, diversos modelos matemáticos podem ser propostos, desde modelos mais simples com rápidas soluções analíticas até modelos mais complexos, com soluções numéricas que necessitam de alto poder de processamento computacional. O objetivo desse projeto de iniciação científica é desenvolver um modelo matemático simples para simular um motor de combustão interna utilizando um combustível geral na forma C-H-O-N. Essa generalidade permite a análise tanto de motores com ignição por centelha quanto motores com ignição por compressão. O modelo é baseado em conceitos básicos de termodinâmica, transferência de calor e mecanismos, sendo dependente do ângulo de rotação da manivela. O conjunto de equações diferenciais resultantes será resolvido numericamente utilizando o Matlab para a obtenção das curvas de pressão, temperatura, trabalho e transferência de calor em um cilindro para combustíveis selecionados.