O presente trabalho teve como objetivo medir a velocidade de chama laminar para as misturas ar/etanol, ar/n-butanol, ar/n-decano e ar/n-butanol/etanol. De forma geral os resultados obtidos mostram uma boa concordância com os dados experimentais da literatura. Em certas regiões da razão de equivalência das misturas acima, se observa algumas diferenças entre os dados obtidos e da literatura que pode depender principalmente da metodologia utilizada em termos de configuração experimental e modelagem da velocidade da chama. Portanto, para a melhoria e continuidade do trabalho, se propõe as seguintes sugestões:
• Executar novos cálculos no modelamentento matemático da velocidade de chama laminar, assumindo uma função não linear, além disso, desenvolver um código que integre as equações utilizadas para o novo cálculo.
• Executar novos cálculos no modelamentento matemático da velocidade de chama laminar usando os dados de pressão e compare-os com a modelagem feita neste trabalho, além disso, desenvolver um código que integre as equações utilizadas para o novo cálculo.
• Realizar testes com passos de razão de equivalência igual a 0,05 para obter melhor informação sobre a tendência da velocidade de chama laminar.
• Aquisição de um transdutor de pressão estática para a leitura direta da pressão interna do CVR.
• Aquisição de electroválvulas para automatizar o procedimento experimental e diminuir o erro involuntário nas medições, além disso, desenvolver um código para o gerenciamento dessas electroválvulas.
• Automatizar o carregamento de dados da massa de combustível injetado para diminuir o erro involuntário nas medições.
• Instalação de mesas de posicionamento referenciadas com precisão micrométrica de três eixos para os componentes do sistema óptico.
• Elaboração de um sistema de comando micrométrico da lâmina de corte para melhorar a precisão de seu posicionamento.
Referências
Agarwal, A. K. Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as fuels for internal combustion engines. Progress in Energy and Combustion Science. Vol. 33, No. 3, pp. 233– 271, 2007.
Albertazzi Jr. A.; Sousa, A. R. D. Fundamentos de Metrologia Científica e Industrial. 1ª. ed. Barueri: Manole, Vol. 1, 2008. ISBN 405.
Alonso R., Maquinas Térmicas e Hidráulica, 2005.
Alviso, D.; Mendieta, M.; Molina, J.; Rolon, J. C. Flame imaging reconstruction method using high resolution spectral data of OH*, CH* and C2* radicals. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 121, pp. 228–236, 2017.
Alviso, D. Experimental and numerical characterization of the biodiesel combustion in a counterflow burner, 2013. Thesis (PhD). École Centrale Paris - Universidad Nacional de Asunción.
Alviso, D., Rolon, J.C., Scouflaire, P., Darabiha, N. Experimental and numerical studies of biodiesel combustion mechanisms using a laminar counterflow spray premixed flame. Fuel 153 (2015) 154–165, 2015.
ANFAVEA: Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores. Site: http://www.anfavea.com.br/estatisticas-2016.html/. Acesso em: 06 de julho 2017.
Argent, J. S. Análisis Cinético-Químico del Proceso de Autoencendido del Combustible Diesel en Condiciones de Carga Homogénea. Tesis Doctoral. Castilla - La Mancha. 2010.
BP-Statistical reviewof world energy, Primary Energy. Full report, 2016. Site: https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world
energy.html. Acesso em: 25 de novembro 2017.
Bradley, D.; Lawes, M.; Mansour, M. S. Explosion bomb measurements of ethanol–air laminar gaseous flame characteristics at pressures up to 1.4 MPa. Combustion and Flame, Vol. 156, pp. 1462–1470, 2009.
Broustail, G.; Seers, P.;Halter, F.; Moréac, G.; Mounaim-Rousselle, C. Experimental determination of laminar burning velocity for butanol and ethanol iso-octane blends. Fuel, Vol. 90, pp. 1-6, 2011.
Candel, S.; Schmitt, T. and Darabiha.N. Progress in transcritical combustion: experimentation, modeling and simulation. Proceedings of 23rd ICDERS, Irvine USA. pp. 27, 2011.
Costa, M. Numerical characterization of different n-decane-ethanol blends combustion, 2016. Msc. Thesis. State University of Campinas - Unicamp. SP-Brazil.
flames: A comparison between experimental results and complex chemistry calculations. Combustion and Flame, 95 (3), pp. 261–275, 1993.
Da Silva Trindade, W. R. and dos Santos, R. G. Review on the characteristics of butanol, its production and use as fuel in internal combustion engines. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 69, pp. 642–651, 2017.
Demirbas, A. Progress and recent trends in biofuels. Progress in Energy and Combustion Science, Vol. 33, No. 1, pp. 1–18, 2007.
Díaz, J. Estudo numérico da propagação de chama de substitutos de gasolina em reator de volume constante. Projeto de Dissertação de Mestrado, Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Santa Catarina, 2016.
Dirrenberger, P.; Glaude, P. A.; Bounaceur, R.; Le Gall, H.; Pires da Cruz, A.; Konnov, A. A. and Battin-Leclerc, F. Laminar burning velocity of gasolines with addition of ethanol. Fuel, Vol. 115, pp. 162–169, 2014.
Edwards, T.; Minus, D.; Harrison, W.; Corporan, E.; Dewitt, M.; Zabarnick, S. and Balster, L. 2004. Fischer–Tropsch jet fuels–characterization for advanced aerospace applications. Presented at the 40th AIAA=ASME=SAE=ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, July 11–14, Fort Lauderdale, Florida.
Eisazadeh-Far K. Burning velocitys, flame kernel formation and flame structure of bio- jet and JP8 fuels at high temperatures and pressures, PhD. Thesis, The Department of Mechanical and Industrial Engineering, Northeastern University, Boston, Massachusetts, 2010.
Elekeiroz: Empresa de podução de oxo-álcoois (Octanol, Normal Butanol, Iso- Butanol). Site: http://www.elekeiroz.com.br/work/oxo-alcoois/. Acesso em: 25 de novembro 2017.
EPE: Empresa de pesquisa energética - Balanço energético nacional (BEN) 2016. Site: https://ben.epe.gov.br/downloads/Relatorio_Final_BEN_2017.pdf. Acesso em: 25 de
novembro 2017.
Fernandez, P. Introdução à Combustão. Site: http://libros. redsauce.net/. 2006.
Franzelli, B.; Fiorina, B.; Darabiha, N. A tabulated chemistry method for spray combustion, Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 34, Issue 1, pp. 1659–1666, 2013.
Glassman, I.; Yetter, R. and Glumac, N. Combustion. Fith edition. Elsevier, 2015. Glassman, I. and Yetter, R. A. Combustion. 4ª. ed. Londres: Elsevier, pp. 773, 2008. Hartmann, E. Instrumentation and operation of a constant volume reactor to laminar flame speed measurement. Msc. Thesis. Federal University of Santa Catarina - UFSC. SC- Brazil, 2014.
Hartmann, R. M. Análise da propagação de chamas premisturadas em reator de volume constante. 148 f. Dissertação, Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2009.
Herbinet, O.; Glaude, P.A.; Warth, V. and Battin-Leclerc, F. Experimental and modeling study of the thermal decomposition of methyl decanoate. Combustion and flame, Vol. 158, No. 7, pp. 1288–1300, 2011.
Intergovernamental Panel of Change Climate (IPCC, 2014). Site: http://www.ipcc.ch/ Acesso em: 06 de julho 2017.
.
Ji, C.; Dames, E.; Wang, Y. L.; Wang, H. and Egolfopoulos, F. N. Propagation and extinction of premixed C5–C12 n-alkane flames. Combust Flame 2010;157(2):277–87.
Jin, C.; Yao, M.; Liu, H.; Fon F. Lee, C. and Jing, J. Progress in the production and application of n-butanol as a biofuel. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 15, No. 8, pp. 4080–4106, 2011.
Kelley, A. P. and Law, C. K. Nonlinear Effects in the Experimental Determination of Laminar Flame Properties from Stretched Flames, Eastern State Fall Technical Meeting, Chemical & Physical Processes in Combustion, University of Virginia, 21-24 October, 2007.
Kelley, A. P.; Jomaas, G. and Law, C. K. Critical radius for sustained propagation of spark-ignited spherical flames. Combustion and Flame,Vol. 156, No. 5, pp. 1006–1013, 2009.
Kim, N. I.; Kataoka, T.; Maruyama, S. and Maruta, K. Flammability limits of stationary flames in tubes at low pressure. Combustion and Flame, No. 141, pp. 78–88, 2005.
Kim, W. K.; Mogi, T. and Dobashi, R. Fundamental study on accidental explosion behavior of hydrogen-air mixtures in an open space. International Journal of Hydrogen Energy, No. 38, pp. 8024–8029, 2013.
LabCET: (Laboratório de Combustão e Engenharia de Sistemas e Térmicos). Site: http://www.labcet.ufsc.br/. Acesso em: 14 de julho 2017.
Law, C. K., Combustion Physics. Cambridge University Press. 2006.
Law, C. K.; Wu, F.; Liang, W.; Chen, Z. and Ju, Y. Uncertainty in stretch extrapolation of laminar flame speed from expanding spherical flames. Proceedings of the Combustion Institute Vol. 35, Issue 1, pp. 663–670. 23 Jun 2014.
Marchal, C.; Delfau, J. L.; Vovelle, C.; Moréac, G.; Mounaim, C. and Mauss, F. Modelling of aromatics and soot formation from large fuel molecules. Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 32, No. 1, 753–759, 2009.
Marinov N. A Detailed Chemical Kinetic Model for High Temperature Ethanol Oxidation, International Journal of Chemical Kinetics Vol. 31, Issue (2-3), pp. 183–220, 1999.
Molina A. Escuela de Procesos y Energía. Generalidades de la Combustión. Colombia. 2008.
Monteiro, J. Laminar flame speed for fuel mixtures for spark ignition combustion engines. 150 f. Dissertação, Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis. 2015.
Munzar, J. D.; Akih-Kumgeh, B.; Denman, B. M.; Zia, A. and Bergthorson, J. M. An experimental and reduced modeling study of the laminar flame speed of jet fuel surrogate components. Fuel. Vol. 113, pp. 586–597, 2013.
Nagy, J.; Conn, J. W. and Verakis, H. C. Explosion development in a spherical vessel, US Bureau of Mines Report, No. 7279, 1969.
Peters, N., Turbulent Combustion. Cambridge: Cambridge University Press, 2000. Poinsot, T. and Veynante, D. Theoretical and Numerical Combustion. Second edition. Edwards. 2005.
Ranzi E.; Frassoldati A.; Grana R.; Cuoci A.; Faravelli T. and Kelley A. P. Hierarchical and comparative kinetic modeling of laminar flame speeds of hydrocarbon and oxygenated fuels, Prog. Energy Combust. Sci., 38 (2012) pp. 468–501. Flame, 115 (1998), pp. 126–144.
Razus, D.; Oancea, D. and Movileanu. C. Burning velocity evaluation from pressure evolution during the early stage of closed-vessel explosions, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, Vol. 19, pp. 334–342, 2006.
Rocha R. Comparison between n-butanol and ethanol combustion kinetic models through one-dimensional premixed flame simulations. Msc Thesis. State University of Campinas - Unicamp. SP-Brazil, 2016.
Rosillo-Calle, F. and Cortez, L. A. Towards PROALCOOL II. A review of the brazilian bioethanol programme. Biomass and Bioenergy, Vol. 14, No. 2, pp. 115–124, 1998.
Sarathy S. M.; Vranckx S.; Yasunaga K.; Mehl M.; Oßwald P.; Metcalfe W. K.; Westbrook C. K.; Pitz W. J.; Kohse-H¨oinghaus K.; Fernandes R. X. and Curran H. J. A comprehensive chemical kinetic combustion model for the four butanol isomers, Combustion and Flame 159 (6) (2012) 2028–2055.
Singh, D.; Nishiie, T. and Qiao, L. Experimental and kinetic modeling study of thecombustion of n-decane, Jet-A, and S-8 in laminar premixed flames. Combust Sci Technol 2011;183(10):1002–26.
Settles, G. S. Schlieren and shadowgraph techniques: visualizing phenomena in transparent media. Berlin: Springer, 2001.
Spalding, D. B. Combustion and Mass Transfer. 1ª ed. Londres: Pergamon, 1979. Takashi, H. and Kimitoshi, T. Laminar Flame Speeds of Ethanol, N-Heptane, Isooctane air Mixture. Department of Mechanical Engineering, Oita University, Japan, 2005.
Torres, P. A.; Sierra, F.; Pérez, F.; Machado, W. e Arrieta, A., Estudo de Cinética Químico da Formação de Oxido de Nitrogênio na Combustão sim Chama do Metano. Colombia. 2009.
Turns, S. An Introduction to Combustion, Concepts and Aplications. Second Edition. Mc Graw Hill. 1996.
Varea, E.; Modica, V.; Vandel, A. and Renou, B. Measurement of laminar burning velocity and Markstein length relative to fresh gases using a new postprocessing procedure: Application to laminar spherical flames for methane, ethanol and isooctane/air mixtures, Combustion and Flame, Vol. 159, Issue 2, pp. 577–590. February 2012.
Wang, Z. H.; Weng, W. B.; He, Y., Li, Z. S. and Cen, K. F. Effect of H2/CO ratio and N2/CO2 dilution rate on laminar burning velocity of syngas investigated by direct measurement and simulation. Fuel, No. 141, pp. 285–292, 2015.
Williams, F. Combustion Theory. Second edition. Benjamin Cummings. 1985.
Zhang, X.; Tang, C.; Yu, H.; Li, Q.; Gong, J. and Huang, Z. Laminar Flame Characteristics of iso-Octane/n‑Butanol Blend−Air Mixtures at Elevated Temperatures. Energy Fuels. Vol. 27, pp.2327–2335, 2013.