Estudo experimental de propriedades termofísicas de blendas de diesel / biodiesel a dieferentes temperaturas

Abstract

A qualidade dos combustíveis é um dos principais fatores que afeta o desempenho dos motores de combustão interna. Ela é definida em termos de uma faixa de valores que certas propriedades, tais como densidade, viscosidade, velocidade do som e calor de combustão, podem apresentar. Como uma continuação de um estudo experimental e de otimização de processos envolvendo biocombustíveis, no presente trabalho, valores de densidade, viscosidade cinemática, velocidade do som e calor de combustão de misturas de diferentes tipos de diesel (S10, S500 e S1800) e biodiesel foram determinados, como função da composição, a diferentes temperaturas. As misturas foram preparadas em uma base volumétrica variando de B0 (indicando 0% de biodiesel e 100% de diesel) a B100 (biodiesel puro). A principal motivação deste estudo consiste no fato dessas propriedades afetarem significativamente o processo de atomização, que é o estágio inicial de combustão em um motor a diesel. Foi possível concluir que a densidade, a viscosidade e a velocidade do som aumentam com o aumento da concentração do biodiesel na mistura enquanto que o calor de combustão diminui quando a concentração de biodiesel aumenta. Os resultados experimentais mostraram que o calor de combustão do biodiesel é 14,7% 14,5% e 13,9% menor do que o diesel fóssil, respectivamente, em comparação com o diesel S10, S500 e S1800. A adição de biodiesel no diesel resultou em uma redução linear do calor de combustão das blendas. Os dados da densidade, viscosidade cinemática, velocidade do som e do calor de combustão foram correlacionados usando equações polinomiais empíricas e os resultados apresentaram concordância entre os valores estimados e os resultados experimentais.

Fuel quality is a major factor that affects the performance of internal combustion engines. It is defined in terms of a range of values that certain properties, such as density, viscosity, speed of sound and heat of combustion can provide. As a continuation of an experimental study and optimization of processes involving biofuels, in this work, values of density, kinematic viscosity, speed of sound and heat of combustion of mixtures of different types of diesel (S10, S500 and S1800) and biodiesel were determined as a function of the composition at different temperatures. The mixtures were prepared on a volume basis ranging from B0 (indicating 0% and 100% biodiesel with diesel engines) to B100 (biodiesel). The main motivation of this study is the fact that these properties significantly affect the atomization process, which is the initial stage of combustion in a diesel engine. It was concluded that the density, viscosity and speed of sound increases with increasing concentration in the biodiesel blend while the heat of combustion decreases when the concentration of biodiesel increases. The experimental results showed that the heat of combustion of biodiesel is 14.7% 14.5% and 13.9% lower than fossil diesel, respectively, compared to diesel S10, S500 and S1800. The addition of biodiesel in diesel resulted in a linear decrease of the heat of combustion of the blends. The data density, kinematic viscosity, speed of sound and heat of combustion were correlated using polynomial equations and empirical results showed agreement between the estimated and experimental results.