Análise e Diagnose de Diesel Geradores Operando com Óleo de Dendê in natura

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1 Análise e Diagnose de Diesel Geradores Operando com Óleo de Dendê in natura Pimentel, Valéria S. B.; Belchior, Carlos P. R. Departamento de Engenharia Mecânica Universidade Federal do Rio de Janeiro Centro de Tecnologia- bloco G sala 204 Cidade Universitária/Rio de Janeiro Fax: (21) ; Tel.: (21) ; valeria@lmt.coppe.ufrj.br RESUMO Este trabalho refere-se a análise do desempenho de geradores operando com óleo de in natura. Baseado em testes de durabilidade, desempenho e emissões realizados em um -gerador de injeção direta durante 350 horas de teste [1, 2, 3], foram realizado testes de desempenho em motor de injeção indireta ASTM CFR Cetano, com alterações no débito de combustível, taxa de compressão e avanço de injeção, buscando-se o melhor desempenho do motor com esse combustível. Os resultados obtidos nos testes apontam para a possibilidade de utilização do óleo de como combustível para -geradores, com modificações introduzidas nos motores. ABSTRACT This work refers the analysis of the performance of generators operating with crude palm oil. Based on previous tests of durabilities, performance and emissions accomplished in a -generator of direct injection for 350 hours of test [1, 2, 3], complementary tests were accomplished in motor of indirect injection ASTM CFR Cetano, with alterations in the debit of fuel, compression rate and injection time, providing for the best performance of the motor with that fuel. A comprehensive analysis of the results obtained in these tests indicates the possibility of use of the palm oil as fuel for -generators, with modifications introduced in the motors. INTRODUÇÃO A Comunidade Econômica Européia investiu, com sucesso, na pesquisa de combustíveis alternativos vegetais, entre eles o bio de óleo de colza. Na Malásia e EUA foram realizados experimentos bem sucedidos com palma e soja, respectivamente. Na Alemanha, mais de quinhentos postos urbanos de combustíveis já oferecem o bio [16]. Com relação ao óleo vegetal in natura, entretanto, as pesquisas têm um desenvolvimento mais lento. A Alemanha desenvolveu um motor, especialmente destinado a utilização desse tipo de combustível, que por não ser produzido em série, nem em alta escala, apresenta preço elevado inicial e de manutenção. Atualmente, existem pesquisas no desenvolvimento de dispositivos de conversão, na Alemanha, para alteram o motor original para uso de óleo vegetal como combustível. A utilização de óleo vegetal in natura será grande utilidade em comunidades isoladas, como as do norte do país, onde a eletrificação é feita através da utilização de -geradores. Devido aos altos custos de derivados do petróleo e do seu transporte, o custo da energia elétrica tornase proibitivo, prejudicando o desenvolvimento da região devido à falta de energia elétrica contínua e confiável. Justifica-se então um estudo para a utilização do óleo vegetal in natura como combustível, já que, a extração do mesmo é dominada pelos moradores dessas regiões, não necessitando de uma estrutura tecnológica de alto grau de complexidade. Além disso, o Brasil dispõe de uma enorme diversidade de plantas oleaginosas nativas e de condições climáticas favoráveis para

2 se tornar um grande produtor de combustíveis à base de óleos vegetais. OBJETIVO O objetivo do teste em um motor ASTM CFR Cetano foi analisar, de maneira mais controlada, o efeito que algumas variáveis, tais como, taxa de compressão, débito de combustível e avanço de injeção, têm sobre a combustão do óleo de em motores e, consequentemente, sobre as emissões e o desempenho do motor. Com base nos melhores resultados dos testes de durabilidade/desempenho do motor MWM [1, 2 e 3], os testes no motor ASTM CFR cetano, foram realizados com o óleo de aquecido a 85 o C. O resultado desses testes levou a um maior conhecimento da influencia dessa variáveis desempenho do motor, levando a sugestões de adaptações nos geradores, possibilitando um melhor desempenho deste combustível in natura. APPARATUS No desenvolvimento do trabalho, foi utilizado um motor ASTM CFR Cetano que consiste em um motor monocilíndrico de injeção indireta com taxa de compressão variável (ver figura 1) montado em uma base estacionária. O motor opera em rotação fixa controlada por um motor elétrico síncrono. Este motor elétrico age como motor de partida e como um meio de absorver a potência, a velocidade constante, quando a combustão está ocorrendo. Como a viscosidade do óleo de é maior que a do óleo a temperatura ambiente, foram realizadas algumas alterações no sistema de alimentação de combustível do motor CFR, para que se pudesse operar o motor com óleo de a 85 o C. A alimentação de combustível passou a ser feita através de dois tanques de combustível interligados, um para o e outro para fabricado em de aço inox equipado com uma resistência elétrica. A tubulação de alimentação, isolada termicamente, ligava-se diretamente a uma bureta calibrada para permitir a medição volumétrica de consumo de combustível. O débito de combustível utilizado foi o indicado pela norma ASTM D 613 [4], de 13 ± 0.2 ml/min (60 s ± 1 s por 13 ml). Para determinação da potência efetiva produzida pelo motor, foi empregado um dinamômetro hidráulico da marca Land & Sea Inc. com capacidade para 20 kw e rotações até 100 revoluções por segundo, projetado para ser instalado diretamente no eixo do motor. Este dinamômetro é conectado a um microcomputador através de um módulo de aquisição de dados, permitindo o registro de dados. Figura 1 Bancada de teste Motor ASTM CFR Cetano O motor CFR vem equipado com sensor de temperatura do óleo lubrificante e com termômetros para possibilitar um controle de temperatura em vários pontos do motor, tais como: - temperatura do ar de admissão que pode ser controlada através de um termostato instalado no painel do motor ligado a uma resistência elétrica instalada no coletor de admissão; - temperatura da água de arrefecimento do cabeçote e temperatura da água de arrefecimento do motor - o motor CFR opera com dois circuitos de água de arrefecimento, um aberto e outro fechado. O aberto é utilizado para resfriar o bico injetor e o circuito fechado é utilizado para resfriar o bloco e cabeçote do motor. Para ter um controle mais preciso da temperatura, esses termômetros foram substituídos por termopares tipo J. Somados a esses termopares foram instalados outros termopares para registrar e controlar a temperatura dos gases de escape, do óleo de no tanque de combustível e na entrada da bomba injetora. Em composição ao sistema de medição de temperatura, foi empregada uma placa de aquisição de dados de fabricação da Omega que utiliza uma temperatura de referência interna do próprio equipamento (Tempbook) para a leitura do termopar. O motor CFR vem equipado com um medidor de atraso de ignição Ignition Delay

3 Meter que é um medidor transistorizado que mede o atraso de ignição, através de sensores de pressão e de posição. Este instrumento também mede o avanço de injeção através de um sensor instalado no bico injetor que indica o instante de início de injeção de combustível e, com o auxílio dos sensores de posição instalados no volante do motor, registra o ângulo de início de injeção de combustível. Para que fosse possível gerar curvas de pressão versus ângulo do eixo de manivela, foi utilizado um sistema de aquisição de dados composto de um medidor do ângulo do eixo de manivela da AVL 364 Angle Encoder (1) com resolução de 0.1 o, instalado no eixo do motor. Os pulsos gerados por esse instrumento passam por um convertedor de pulso (2) e uma fonte (3) ligados a uma placa/softwear de AVL 617 Indimeter(4). Um sensor de pressão 6021 da Kistler (5) foi instalado no local do transdutor de pressão do medidor de atraso de ignição. Os sinais do sensor passam por um amplificador de carga conectado a placa AVL 617. Através desses sinais esse sistema realizava o cálculo da pressão máxima do ciclo, o ângulo de pressão máxima e a pressão média indicada do ciclo. Figura 2 Sistema de Medição da Pressão versus Ângulo do Eixo de Manivela A medição das emissões de gases poluentes foi realizada por um analisador de quatro gases (CO, CO 2, HC e NO x ). Este analisador determina as concentrações de HC, CO e CO 2 através do método de absorção de infravermelho. As análises das emissões de NO x são determinadas através de um detetor químico-luminescente. A medição de opacidade foi realizada através de opacímetro de fluxo total que não mede a massa das partículas emitidas, apenas uma estimativa dos níveis de emissão mássica. A opacidade do motor operando com e foi medidas mas como o motor operou sem carga, os valores emitidos foram menores que a precisão do instrumento, por isso não constam neste trabalho. PLANEJAMENTO DE EXPERIMENTO O planejamento de experimento é uma ferramenta importante para a orientação de testes com o objetivo de reduzir o tempo e custo do trabalho experimental [5]. Com esse objetivo elaborou-se um programa experimental, no qual foi definido quais, como e em que seqüência as variáveis deveriam ser medidas, tentando-se identificar quais as mais importantes no processo e aquelas que poderiam ser minimizadas, avaliandose a uniformidade dos erros nas diversas regiões de experimentação. Especificamente com relação aos testes, o planejamento orientou a definição do grau de dependência entre as variáreis fundamentais, que poderiam afetar o funcionamento. O planejamento de experimento estabeleceu a quantidade de réplicas e a forma de replicações e como os dados seriam analisados [5]. Baseado nas características das variáveis a serem medidas optou-se por empregar o planejamento fatorial, que ó o mais eficiente para experimentos com mais de dois fatores, no intuito de minimizar o número de teste e réplicas a serem realizadas (tamanho da amostra). Os testes normais de média e variância foram implementados para determinação de um programa de teste mínimo [6]. Os requisitos básicos para o estabelecimento de um programa de testes visaram atender os objetivos acadêmicos chegando a proposta final de realizar um trabalho experimental, onde uma analogia entre os desempenhos do motor operando com óleo e de e pudesse ser realizada, através de ensaios em condições semelhantes de operação. Com o objetivo de propor modificações em -geradores para que os mesmos possam operar com óleo de in natura com melhor desempenho, e como o motor CFR possibilita a modificação da taxa de compressão, do débito de combustível e do avanço de injeção, optou-se por definir essas variáveis como as de controle. Cada uma dessas variáveis foi estudada separadamente, já que a realização da combinação de todas elas levaria a tempo e custo elevados de testes. Definiu-se, dessa forma, as variáveis independentes para o estabelecimento de um planejamento fatorial, visando números mínimos de teste e de réplicas.

4 As faixas escolhidas para os testes com cada combustível foram função das faixas usualmente adotadas em operação de motores e também em função da sensibilidade do CFR. PROCEDIMENTO DE TESTE O procedimento de teste desenvolvido teve como base o método de teste padrão para qualidade de ignição de combustíveis pelo método cetano, desenvolvida pela ASTM sob o código D 613. Esse método descreve o teste para determinação da qualidade de ignição de combustíveis. O número de cetano de um combustível é determinado pela comparação de sua qualidade de ignição com as de um de combustível de referência, de conhecido número de cetano sob condições padrão de operação. Esta comparação é feita pela variação da taxa de compressão necessária para que uma amostra de combustível atinja 13 graus de atraso de ignição, ou seja, um combustível de pior qualidade necessita de uma taxa de compressão maior para que seu atraso de ignição atinja 13 graus. As condições padrão de operação são: Rotação: 900 ± 9 rpm; Avanço de injeção: 13 graus antes do PMS Pressão de abertura do injetor: 10.3 ± 0.34 MPa Débito de combustível: 13 ± 0.2 ml/min Temperatura da água de arrefecimento do injetor: 38 ± 3 C Temperatura da água de arrefecimento do motor: 100 ± 2 C Pressão do óleo lubrificante: 0.17 a 0.20 MPa Temperatura do óleo lubrificante: 57 ± 8 C Temperatura do ar de admissão: 66 ± 0.5 C Baseado nessas informações, o procedimento visa estabelecer uma metodologia de testes que possibilite a comparação de desempenho entre o óleo e o óleo de sob as mesmas condições de teste, e a identificação da influência da taxa de compressão, débito de combustível e avanço de injeção no desempenho do motor e emissões de poluentes. Para atingir estes objetivos foram realizados testes que tinham como metodologia a fixação de 3 das 4 variáveis da citadas acima variando-se apenas uma delas por vez. A variável alterada era testada em 3 pontos distintos, estipulados, de acordo com o interesse da pesquisa e das possibilidades de operação do motor. A rotina de teste seguiu a seguinte seqüência de operação: Diariamente era realizada uma rotina de inspeção, onde era verificado e registrado o estado geral do motor, temperatura ambiente, pressão atmosférica e temperatura do combustível, além do registro das outras variáveis citadas anteriormente. A partida do motor era dada com óleo permanecendo nessa condição (aquecimento) durante 30 minutos, para que fossem atingidas as condições ideais de funcionamento. Esse critério foi usado para atenuar os problemas causados pela pior atomização e vaporização do combustível quando o motor está frio, levando a formação de depósito. Após o aquecimento, iniciava-se o primeiro ciclo de teste seguindo o seguinte procedimento: 1. Verificar e ajustar a temperatura do ar de admissão; 2. Medir e ajustar o débito de combustível, através da bureta calibrada e cronômetro; 3. Verificar e ajustar o avanço de injeção; 4. Verificar e ajustar o atraso de ignição através da variação da taxa de compressão do motor; 5. Depois de estabilizadas as condições de teste os valores eram registrados. Para proteção do motor, o tempo de teste para cada determinação com óleo de era restrito à no máximo 30 minutos [7], intercalados por 15 minutos operando com óleo. Após o término dos testes diários, o motor permanecia funcionando durante 30 minutos com óleo para promover uma limpeza no sistema de injeção. Esse cuidado era tomado para evitar a solidificação do combustível na tubulação, causando entupimento após o desligamento do motor. DESCRIÇÃO DOS TESTES Os teste no motor CFR Cetano foram realizados em etapas distintas. A primeira etapa consistiu no enquadramento do motor e determinação do número de cetano dos combustíveis. O enquadramento do motor foi realizado através de vários testes com combustíveis de altíssima pureza que calibram o motor estabelecendo uma escala de número de cetano. Depois de estabelecida essa escala, iniciou-se os testes para determinação do número de cetano do óleo e do óleo de.

5 A determinação do número de cetano do óleo de foi mais complicada do que do, devido a dificuldade de se manter constante a temperatura ao longo do teste (85 o C) sendo necessário realizar vários teste de confirmação. Na determinação eram registrados os valores dos micrômetros de controle de débito de combustível, e de avanço de injeção e os valores da posição do volante do pistão da pré-câmara. Esses valores foram usados como padrão de desempenho, isto é, o motor operando com óleo nas condições padrão (13 graus de avanço/13 graus de atraso/13 ml/min de débito/ 66 C ar de admissão) foi utilizado como referência. Estabelecida esta condição, iniciou-se a segunda fase de testes que compreendeu na determinação dos parâmetros de desempenho e emissões do motor e levantamento de curvas características. Para a determinação dos parâmetros de desempenho e emissões de poluentes foram realizados testes que tinham como metodologia a fixação de 3 das 4 variáveis da condição padrão, com o motor operando com, variando-se apenas uma delas. A variável alterada era testada em 3 pontos distintos, estipulados, de acordo com o interesse da pesquisa e das possibilidades de operação do motor. avanço de injeção: 11, 13 e 15 graus antes do PMS. Essa faixa de avanço de injeção corresponde à faixa usual de operação dos motores [8]; débito de combustível: 13, 14 e 16 ml/min. Inicialmente foram definidas faixas maiores de variação de débito de combustível, entretanto, foram constatados problemas de depósito no pistão da pré-câmara alterando, inclusive, a taxa de compressão. Dessa forma optou por faixas menores de variação de débito. taxa de compressão: 11.91:1, 12.39:1 e 13.86:1. Inicialmente, também, foram definidas faixas maiores de variação de taxa de compressão, entretanto, foi observado que com taxas maiores forçava-se o motor e com taxas menores não ocorria a combustão. Dessa forma optou por faixas menores de taxa de compressão. Em cada uma dessas condições os teste eram realizados registrando-se as alterações no atraso e avanço de injeção, emissões de poluentes, e potência efetiva. Os testes com o óleo de utilizaram como referência os dados do motor operando com, isto é, os valores registrados nos micrômetros de ajuste do débito de combustível e avanço de injeção, bem como, os valores registrados no volante do pistão da pré-câmara e as temperaturas do ar de admissão eram os mesmos utilizados com o motor operando com óleo de. Essa medida foi tomada para que fosse possível perceber as diferenças no desempenho e emissões com o motor operando com os dois óleos. O levantamento das curvas características do motor foi realizado com o auxílio do sistema de medição de pressão de combustão em relação ao ângulo do eixo de manivela da AVL, onde foi possível registrar a influência que cada combustível sofre com a alteração dessas variáveis. ANÁLISE DOS RESULTADOS Nesse item são apresentados os gráficos de potência, temperatura dos gases de escape, consumo específico (sfc), e emissões. Analisando a figura 3, verifica-se como esperado um aumento progressivo da potência com o aumento do débito de combustível. Observa-se também que a potência desenvolvida com o óleo de é menor nas três faixas de débito de combustível, devido ao seu menor poder calorífico. Entretanto, é possível observar que aumentando-se a vazão volumétrica do óleo de em menos de 10% (vazão 14) atinge-se a mesma potência do motor quando utilizando óleo como combustível (vazão 13) Potência (kw) 3,5 3,3 3,1 2,9 2,7 2,5 VAZÃO 13 VAZÃO 14 VAZÃO 16 Figura 3 Potência em função da Variação de Débito de Analisando o gráfico do consumo específico (figura 4), verifica-se que este é maior com menores débitos de combustível. Apesar do consumo específico do ser maior cerca de 11%, a potência do motor operando com o óleo de é menor. Uma observação interessante é que no motor CFR quando se regula o micrômetro do débito de combustível, o débito deveria

6 permanecer o mesmo não importando o tipo combustível, exceto por sua viscosidade. Entretanto, a vazão volumétrica do óleo de foi maior cerca de 5%. Como a viscosidade do óleo de a essa temperatura (85 o C) é um pouco maior que a do, a agulha do bico injetor se levanta antes do que com, provocando maior avanço de injeção, e fecha mais tarde [9]. combustível com o motor operando com foi maior. Uma possível explicação pela menor emissão de CO seria a presença do oxigênio na molécula do combustível. 0,16 0,12 Consumo Específico (g/kwh) VAZÃO 13 VAZÃO 14 VAZÃO 16 CO(%) 0,08 0,04 0,00 VAZÃO13 VAZÃO 14 VAZÃO 16 Figura 6- Monóxido de carbono em Função do Débito de Figura 4 Consumo Específico em função do Débito de Ao contrário do que ocorreu no motor MWM [1, 2 e 3] a temperatura dos gases de escape (figura 5) foi menor com o motor operando com o óleo de do que com o óleo. Devido ao maior avanço de injeção quando o motor opera com óleo de, a combustão ocorre mais cedo permitindo que os gases de exaustão saiam com temperaturas menores. Além disso, era esperado um melhor desempenho de óleo vegetais em motores de injeção indireta, devido sua maior turbulência dentro da câmara de combustão. CO2 (%) 11,0 10,5 10,0 9,5 9,0 8,5 8,0 VAZÃO13 VAZÃO 14 VAZÃO 16 Figura 7- Dióxido de carbono em Função do Débito de Temperatura de Exaustão (C) VAZÃO 13 VAZÃO 14 VAZÃO 16 HC (ppm) VAZÃO 13 VAZÃO 14 VAZÃO 16 Figura 5- Temperatura dos Gases de Exaustão em Função do Débito de Da mesma forma, as emissões de CO, CO 2 e HC (figura 6, 7 e 8) com o motor operando com óleo de foram menor que com. Este fato não era esperado, devido a menor razão ar/combustível do, já que o consumo de Figura 8- Hidrocarbonetos em Função do Débito de As emissões NO x foram maiores (figura 9) com o do com o, devido a menor relação ar/combustível, já que a emissão de NO x aumenta com o aumento da relação combustível/ar [10]. Com o débito de 14 ml/min a emissão de NO x atingiu níveis maiores do que com o débito de 16 ml/min, isto pode ser explicado pelo menor atraso

7 de ignição (12.5) experimentalmente verificado do óleo de com este débito. motor operando com foi menor que com. NOx (ppm) VAZÃO13 VAZÃO 14 VAZÃO 16 Consumo Específico (g/kwh) Figura 9- Óxidos de Nitrogênio em Função do Débito de A influência da variação da taxa de compressão no desempenho do motor pode ser observada pela figura 10. Observa-se, como esperado, que a potência do motor aumenta com o aumento da taxa de compressão. Da mesma forma, verifica-se a menor potência desenvolvida pelo motor operando com óleo de, ao longo dessa variação, em relação ao óleo. Entretanto, é possível observar, como no caso da variação do débito de combustível, que aumentando-se a taxa de compressão, neste motor, em torno de 4%, a potência desenvolvida pelo motor operando com óleo de (taxa 12,36) fica próxima da do motor operando com óleo (taxa 11.91). Potência (kw) 3,5 3,0 2,5 2,0 Figura 10- Potência em Função Taxa de Compressão Através dos gráficos de consumo específico (figura 11), pode ser observado o pior desempenho do motor operando com óleo de, como esperado. A temperatura de exaustão (figura 12), com o motor operando com óleo, teve um ligeiro aumento com o aumento da taxa de compressão, fato já esperado devido o aumento da pressão e da temperatura do ar dentro do cilindro, com o aumento da compressão. Observa-se novamente que a temperatura de exaustão de do Figura 11- Consumo específico em Função Taxa de Compressão Temperatura de Exaustão (C) Figura 12- Temperatura dos Gases de Exaustão em Função Taxa de Compressão As emissões de CO e HC (figura 13 e 14) diminuíram com o aumento da taxa de compressão, com esperado já que o motor operando com taxas de compressão maiores a temperatura mínima de auto-ignição diminui com o aumento da densidade do ar, reduzindo o atraso de ignição. As emissões com óleo de apresentaram um percentual menor (como ocorrido no motor MWM [1, 2 e 3] operando com óleo de a 85 C). CO (%) 0,12 0,09 0,06 0,03 0 Figura 13- Monóxiodo de Carbono em Função Taxa de Compressão

8 HC (ppm) , com maior potência desenvolvida para o. É possível observar o aumento da potência com o aumento do avanço de injeção. O aumento do avanço de injeção de 11 para 13 graus para os dois combustíveis. Neste motor um avanço de injeção de 11 graus do PMS, faz com que a combustão se inicie depois do PMS, já que o atraso de ignição é de aproximadamente 13 graus), causando menores pressões máximas. Figura 14- Hidrocarbonetos em Função Taxa de Compressão As emissões CO 2 e NO x (figura 15 e 16) tiveram comportamento semelhantes nos dois combustíveis. A emissão de NO x aumentou com a taxa de compressão devido as maiores temperaturas de combustão com taxas maiores. Observa-se que com taxas de compressão maiores as emissões do motor operando com óleo de, tornam-se próximas as do, devido à diminuição do atraso de ignição. Potência (KW) 3,0 2,8 2,6 2,4 Figura 17- Potência em Função do Avanço de Injeção 8,8 CO2 (%) 8,5 O consumo específico (figura 18) foram piores no, apresentando melhor desempenho com avanço de 15 graus. 8,2 Figura 15- Dióxido de Carbono em Função Taxa de Compressão NOx (ppm) Figura 16- Óxidos de Nitrogênio em Função Taxa de Compressão As figuras 17 a 23 mostram os gráficos do desempenho do motor com a variação do avanço de injeção. Observa-se o comportamento similar da potência do motor operando com óleo e de Consumo Específico (g/kwh) Figura 18- Consumo Específico em Função do Avanço de Injeção A temperatura de exaustão (figura 19) apresenta uma tendência de aumentar com a diminuição do avanço de injeção, devido à combustão começar mais tarde se processando ao longo da expansão. As emissões de CO (figura 20) apresentaram níveis menores com tendência de diminuir com o aumento do avanço de injeção devido as maiores pressões e temperaturas de combustão. As emissões de CO 2 e HC (figuras 21 a 22) com o motor operando com óleo de apresentaram comportamento similar ao.

9 Temperatura de Exaustão (C) As emissões de NO x (figura 23) aumentaram com o aumento do avanço de injeção devido às maiores pressões e conseqüente temperaturas de combustão ocorridas nesse motor com o aumento do avanço de injeção. 700 Figura 19- Temperatura dos Gases de Exaustão em Função do Avanço de Injeção 0,12 0,09 NOx (ppm) CO (%) 0,06 0,03 Figura 23- Óxidos de Nitrogênio em Função do Avanço de Injeção 0 Figura 20- Monóxido de Carbono em Função do Avanço de Injeção CO2 (%) Figura 21- Dióxido de Carbono em Função do Avanço de Injeção HC (ppm) 9,1 8,9 8,7 8,5 8,3 8, Figura 22- Hidrocarbonetos em Função do Avanço de Injeção CONCLUSÕES Ao final do trabalho é possível concluir que a utilização do óleo vegetal, em particular o óleo que foi objeto da pesquisa, apresenta-se como uma das soluções viáveis em substituição aos combustíveis derivados de petróleo. O óleo vegetal mostra-se vantajoso principalmente pelo aspecto impacto ambiental, apesar da questão operacional em que é necessário adaptações de projeto no motor para um funcionamento regular e compatível com à do motor operando com óleo. A viscosidade do óleo de in natura a temperatura ambiente é muito alta para que seja possível a sua utilização como combustível sem maiores danos ao motor. Para atingir um valor de viscosidade próximo ao do óleo é necessário aquecer o óleo de a uma temperatura próxima dos 85 o C, o que resulta em melhores condições de operação do motor. Os testes no motor ASTM-CFR Cetano, realizados com o óleo de a 85 o C, foram muito importantes para indicar algumas modificações de projeto e operação do motor necessários a um desempenho similar ao do. Algumas das alterações de projeto e operação implementadas no trabalho experimental, não só afetaram o desempenho do motor mas também modificaram alguns dos valores de emissões esperados, muitas vezes confirmando a vantagem em se utilizar o óleo vegetal em relação ao óleo. As emissões de CO, CO 2 e HC foram menores com o motor operando com óleo de, já as emissões de NO x foram maiores.

10 O aumento da taxa de compressão, do avanço de injeção e do débito de combustível promoveram um aumento na potência do motor, entretanto, baseado nos fatores de correlação encontrados, as variáveis que tiveram maior influência no desempenho do motor, operando com óleo de in natura foram o avanço de injeção e o débito de combustível, sendo que esta última apresentou alta correlação com o aumento de potência. O aumento do débito de combustível fez aumentar o desempenho do motor no que se refere a potência e eficiência térmica e aumentar as emissões de CO 2, HC e CO (sendo menor para o ), tendo pouca influência sobre a emissão de NO x, para os dois combustíveis, entretanto as emissões de NO x com o motor operando com o foram o dobro do que quando operando com óleo. Aumentando-se o débito de óleo de em cerca de 10 % a potência do motor tornase próxima da do. O aumento na taxa de compressão fez aumentar o desempenho do motor no que se refere a potência e eficiência térmica e diminuir as emissões de CO 2, HC, CO, aumentando-se a emissão de NO x, para os dois combustíveis. Entretanto, somente com taxa de compressão mais baixa (11.91:1), é que houve uma aproximação da potência desenvolvida pelos dos combustíveis. O aumento do avanço de injeção neste motor, devido as sua características de operação, promove um aumento na potência na utilização dos dois combustíveis, sendo mais linear com o óleo de. As emissões de NO x e CO 2 aumentam e a de CO diminuem com o aumento do avanço. Com menores avanços de injeção do que os de referência, a potência desenvolvida pelo motor com os dois diferentes combustíveis apresentou valores próximos. em grupos geradores para eletrificação de localidades isoladas, VIII Congresso Brasileiro de Energia, 1999 [2] PIMENTEL, V. S. B., BELCHIOR, C. R. P., ALMEIDA, S. C. A., Diesel Generator adaptation for the use of palm oil fuel, 8 o Brazilian Congress of Thermal Engineering and Sciences, 0 [3]SOARES, G. F. W., VIEIRA, L. S. R., NASCIMENTO, M. V. G., Operação de um grupo gerador utilizando óleo vegetal bruto como combustível, AGRENER, 0 [4] STANDARD, Test Method for, Ignition Quality of Diesel Fuels by the Cetane Method, ASTM D 613 [5] MONTGOMERY, D. C., Design and analysis of Experiment, 3 a edition John Wiley & Sons, 1991 [6] BUSSAB, W. O., MORETTIN, P. A., Estatística Básica, 3 a edição, Atual Editora, 1986 [7] CLARK, Industrial and Marine Fuels, 1983 [8] BARSIC, J. N., LUMKE, A. L., Performance and emissions characteristics of a naturally aspirated engine with vegetable oil fuels, SAE , 1981 [9] HASSAN, M. et al, Indirect-Injection of preheated palm oil in reciprocating engine, Malaysia, 1993 [10] DEGOBERT, P., Automobiles and pollution, Institut Français du Pétrole Publications, 1995 PALAVRAS CHAVES Óleo vegetal; combustível alternativo; óleo de ; gerador. AGRADECIMENTOS Ao CEPEL/Eletrobrás e ao CENPES/ Petrobrás pela colaboração técnica ao longo dos testes. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] PIMENTEL, V. S. B., BELCHIOR, C. R. P., ALMEIDA, S. C. A., Utilização de óleo de