Análise Energética e Exergética de Motores do Ciclo Otto Utilizando Diferentes Combustíveis

Weslley Rick Viana Sampaio¹; Hugo Lima Moreira¹

¹ Universidade Federal do Piauí - UFPI

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0075

Resumo

Neste trabalho é apresentada uma análise energética e exergética de motores do ciclo Otto com faixa de potência de 40 a 400 kW que utilizam diferentes combustíveis. Com a inserção das equações termodinâmicas governantes e a definição dos parâmetros iniciais, gerou-se um código em plataforma EES (Engineering Equation Solver) que permitiu uma melhor organização na etapa de cálculos e dos resultados obtidos. Através do programa EES foi possível obter um controle automatizado das sequências de tarefas para a criação de um histórico de dados que foi utilizado para comparar os diversos tipos de motores analisados. Os resultados obtidos foram analisados através de tabelas geradas pelo programa EES e gráficos gerados pelo programa Microsoft Excel, o que permitiu determinar os melhores valores de eficiência térmica, observar a configuração de motor que fornece a maior eficiência exergética, e identificar o combustível que fornece os melhores valores de exergia química. Os motores que utilizam o gás natural apresentaram os melhores valores de eficiência térmica e exergética e uma menor taxa de destruição de exergia. Os motores a etanol apresentaram resultados razoáveis em ambas as análises. Já os motores a gasolina apresentaram os menores valores de eficiência térmica e exergética e uma maior taxa de destruição de exergia. A análise exergética apresentada foi apropriada para analisar a influência de um determinado combustível na eficiência exergética de motores do ciclo Otto e serve como base para estudos posteriores de viabilidade econômica.

Palavras-chave: Termodinâmica; Motores de combustão interna; Exergia; Análise energética; Análise exergética