ANÁLISE DO DESEMPENHO DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA ALIMENTADO COM BIOGÁS
Silvio Carlos Anibal de Almeida1; Carlos Rodrigues Pereira Belchior2; Victor Vasconcelos Barreto3
1 Depto. Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Rio de Janeiro; 2 Programa de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Rio de Janeiro; 3 Universidade Federal do Rio de Janeiro
doi:10.20906/CPS/CON-2016-1663
Resumo
Desempenho de um motor de combustão interna alimentado com biogás O presente trabalho tem como objetivo otimizar o desempenho de um motor de combustão interna alimentado com biogás gerado numa Estação de Tratamento de Esgotos. Foram feitos ensaios em grupo motor-gerador ciclo Otto 4 kW, modelo B4T 5000 Bio, operando inicialmente com três combustíveis distintos: gasolina, GNV e biogás. As medições de emissões e consumo foram feitas para o grupo motor-gerador operando em quatro cargas distintas, que correspondem a 25%, 50%, 75% e 100% da potência máxima do motor. As emissões de CO2, CO, HC e NOx do motor foram feitas utilizando-se um analisador de gases NAPRO. Para diminuir a concentração de H2S presente no biogás gerado na ETE foi utilizado um utilizado um filtro de limalha de ferro. Numa segunda fase, ensaios mais detalhados, operando apenas com biogás. Uma vez que o biogás apresenta características específicas, foram alterados alguns parâmetros de forma a determinar a sua influência no desempenho e emissões. Os parâmetros estudados, além da carga, foram a relação ar-combustível e o avanço de ignição do motor. O biogás apresentou maior consumo específico de combustível em relação ao mesmo motor operando com gasolina ou gás natural. Esse resultado já era esperado e é devido ao seu baixo poder calorífico (PCI) quando comparado com os outros combustíveis. Nos ensaios feitos apensas com biogás, as emissões de HC e de CO diminuem com o empobrecimento da mistura. O NOx segue a tendência inversa, aumentando de valor. O menor consumo específico de combustível é encontrado para o maior avanço de ignição (53° apms), para o motor utilizado e para as condições do ensaio. Já as emissões de CO e HC são otimizadas no ponto de avanço original do motor, de 31° apms. Os valores mínimos de NOx são encontrados em 21° apms, enquanto os níveis mais baixos de CO2 são encontrados no avanço de 53° apms.
Palavras-chave: Biogás; Geração Descentralizada de Eletricidade