Sistemas Mecânicos
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- Análise de desempenho e emissões de um motor de combustão interna operando com duas diferentes taxas de compressão e diversas misturas de etanol e água(2018) Torres, Darlan J. G.Diante dos problemas ambientais globais, a busca de soluções que podem proporcionar menores emissões em veículos que operam com motores de combustão interna, e também a busca da economia de energia, seja na utilização dos combustíveis nos próprios veículos ou em processos industriais, está continuamente sendo explorada. Combustíveis alternativos e motores de combustão interna mais eficientes são assuntos que poderão decidir o futuro da concepção de propulsão veicular a médio, curto ou longo prazo. Neste trabalho uma análise experimental do desempenho e emissões de um motor ciclo Otto operando com duas diferentes taxas de compressão e diversas misturas de combustível etanol anidro com variação do teor de água é apresentada. Para tanto, o motor foi instrumentado e montado em uma bancada dinamométrica, teve o avanço do ponto de ignição e injeção de combustível calibrados pelo controlador MegaSquirt® de forma a obter o máximo torque por rotação com mistura estequiométrica. Alguns parâmetros característicos do motor e das emissões provenientes do seu sistema de exaustão foram aquisitados. Os resultados mostraram que o motor foi capaz de operar com uma mistura combustível de etanol e 50% de água em volume, condição esta que ainda não havia sido realizada por nenhum trabalho consultado nas literaturas verificadas, além do mais, houve significativa redução de emissão de NOx à medida que aumentou a fração de água na mistura, ficou evidente que o aumento da taxa de compressão reduziu o consumo específico de combustível e também reduziu a temperatura dos gases de exaustão e por outro lado aumentou a eficiência de conversão do combustível.
Dissertação Deslignificação e sacarificação do capim colonião (panicum maximum) utilizando líquido iônico(2015) Odorico, F. H.Em decorrência da crescente demanda energética mundial e da preocupação acerca da escassez futura de fontes de energia fósseis, o desenvolvimento de novas tecnologias para obtenção de energia de fontes renováveis se apresenta como uma solução para os desafios das próximas gerações. Esse trabalho tem como objetivo estudar duas etapas importantes de uma rota de produção de bioetanol: o pré-tratamento e a sacarificação do capim colonião (Panicum maximum), que é uma biomassa composta essencialmente por lignina, celulose e hemicelulose. Embora já exista tecnologia para obtenção de etanol a partir de outros compostos lignocelulósicos, como a palha do trigo e a própria palha da cana-de-açúcar, não foi encontrada referência anterior sobre a utilização do capim colonião como matéria-prima, o que motivou a pesquisa sobre o tema. O capim foi seco e moído e suas características referentes ao tamanho médio de partícula e umidade foram determinadas. Posteriormente, a biomassa foi submetida a um tratamento com o líquido iônico acetato de 1-etil-3-metil imidazólio para possibilitar a quebra das fibras da celulose. Esse tratamento foi realizado em função do tempo, temperatura e concentração para estudar o efeito dessas variáveis na produção de açúcares redutores através da hidrólise enzimática. A melhor condição de deslignificação estudada nesse trabalho foi à seguinte: temperatura de 157 °C, tempo de reação de 30 minutos de reação e concentração de 14 % em massa de biomassa. Além do teor de lignina, o capim deslignificado assim como o não deslignificado, tiveram seus teores de holocelulose, celulose e cinzas analisados. A etapa seguinte avaliou a hidrólise enzimática do capim deslignificado e não deslignificado à 20 FPU/g de substrato. A melhor condição encontrada para deslignificação resultou na conversão de 69,8 % de glicose e 54,2 % de açúcares redutores totais, analisados, respectivamente, via método DNS e Kit LABTEST Glicose Liquiform Ref.: 133. Além disso, foi testada a hidrólise ácida do capim deslignificado com ácido sulfúrico na concentração de 1 M, temperatura de 120 °C e tempo de reação de 2 horas. O resultado foi a conversão de 27,2 % dos açúcares redutores e 57,4 % da glicose. A fermentação foi realizada utilizando Sacharomyces Cerevisae dos açúcares redutores totais obtidos através da melhor condição estudada de pré-tratamento e hidrólise enzimática e determinou-se a produção de etanol anidro por cromatografia gasosa. O resultado global do processo foi de 70,6 gramas de etanol por quilograma de capim colhido.