Engenharia Mecânica
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Dissertação Efeito da geometria da câmara de combustão sobre a eficiência volumétrica e a homogeneização da mistura ar-combustível em um motor ciclo otto monocilíndrico(2010) Belli, Milton MonteverdeNeste trabalho é avaliado o impacto da alteração na geometria da câmara de combustão/cabeçote de um motor de combustão interna comercial, ciclo Otto, monocilíndrico, sobre o escoamento do ar no interior do cilindro, buscando uma melhor eficiência volumétrica e homogeneização da mistura. As características do escoamento durante a admissão são determinadas através da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) usando o apcote comercial "Ansys - CFX". Consideram-se condições de regime permanente, sem combustão e com escoamento de ar promovido por uma diferença de pressão imposta. Parâmetros associados com uma melhor mistura ar- combustível, e consequentemente maior eficiência de combustão, como índice de "swirl" e "tumble" são calculados. Além disso, são propostos novos índices para avaliação da mistura ar-combustível, são eles a vorticidade e a energia cinética turbulenta. Para avaliação do modelo utilizado, são realizadas medições em bancada de fluxo com o motor com a geometria original. Os valores de coeficiente de descarga da válvula de admissão obtidos nas simulações são comparados com os resultados experimentais, revelando boa concordância entre ambos.Dissertação Uso da cavitação hidrodinâmica como uma alternativa para a produção de biodiesel(2009) Santos, S. L. dosO biodiesel é quimicamente constituído por ésteres alquílicos de ácidos graxos. O álcool utilizado em sua produção pode ser metanol ou etanol. O biodiesel é produzido por metanólise ou etanólise de triglicérides naturais, tais como gorduras animais e óleos vegetais. Sabe-se que é uma alternativa ao petrodiesel convencional, devido à sua capacidade de renovação e melhor desempenho de combustão, além de reduzir as emissões de monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC) e materias particulado (MP). A produção de biodiesel consiste na transsesterificação é afetado pelo tipo de álcool, razão molar entre álcool e óleo, quantidade e tipo de catalisador, temperatura e pureza dos reagentes. A transesterificação de trigilicerídeos com metanol ou etanol é uma reação heterogênea e a mistura dos reagentes é de crucial importância. Portanto, um dos parâmetros mais importantes que afetam a reação é a eficiência da mistura. O método usual utiliza um misturador mecânico, no entanto, experimentos foram feitos utilizando cavitação, que pode ser gerada por energia ultra-sônica ou hidrodinâmica que pode ser induzida pelo uso de homogeneizadores de alta pressão ou bombas centrífugas destinadas à melhoria da eficiência da mistura. A cavitação ultra-sônica ou acústica tem sido utilizada para reações químicas severas, ou seja, que requerem uma alta intensidade de mistrua. Neste estudo, foi observado que o método assistido por cavitação hidrodinâmica promove o aumento da produção de biodiesel, em comparação com o método tradicional que utiliza agitação mecânica. A geração de cavitação hidrodinãmica foi feita por uma restrição causada por uma placa de orifício colocada na tubulação de sucção da bomba e a construção do reator foi baseada em normas de testes de bombas, diferente de obras recentes que basearam a construção dos mesmos em homogeneizadores de alta pressão. Também foi observado que a operação do equipamento utilizado é simples e com baixo custo de manutenção, concluindo que o processo de transferência da escala de laboratório para a produção industrial (scale-up) é relativamente simples.