ANÁLISE NUMÉRICA DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR E DO ESCOAMENTO DOS GASES DE EXAUSTÃO DE UM GRUPO-MOTOR GERADOR DIESEL

Cristiano Henrique Gonçalves Brito¹; José Ricardo Sodré¹; Cristiana Brasil Maia¹

¹ Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0737

Resumo

Neste trabalho é realizado o estudo da transferência de calor no duto de exaustão de um grupo motor-gerador diesel, fazendo a determinação numérica dos perfis de temperaturas dos gases de exaustão considerando 6 espécies em sua composição. Os perfis de temperatura foram avaliados para o grupo motor-gerador operando sob as cargas de 0, 10, 20 e 40 kW. Para tal utilizou-se duas metodologias numéricas, a primeira metodologia aborda o Método das Diferenças Finitas (MDF) para a resolução da equação da energia e obtenção dos perfis de temperatura, considerando escoamento turbulento plenamente desenvolvido, propriedades variáveis, e também adotando correlações encontradas na literatura. A segunda metodologia numérica baseia-se na simulação do comportamento dos gases de exaustão utilizando o software comercial Ansys CFX® a partir do qual resolveram as equações governantes do escoamento turbulento. Os resultados mostram que os modelos numéricos propostos, a tendência de aumento do gradiente de temperaturas com a ampliação da carga é obtida. Verificou-se que ambos os modelos são capazes de determinar os perfis de temperatura dos gases de exaustão. O comportamento dos perfis de velocidade e temperatura obtidos nos modelos numéricos são similares sendo a divergência existente oriunda das hipóteses adotadas para a resolução de cada um dos modelos numéricos.

Palavras-chave: Motor de Combustão Interna; Transferência de Calor; Método das Diferenças Finitas; CFD; Gases de Exaustão