Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoIvanWerncke.pdf: 1495599 bytes, checksum: ca73f0189d2d92f4cd32410397e6fb1f (MD5) Previous issue date: 2014-01-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The constant search for new energy sources leads to need for new technological solutions, which require the analysis of some of the options for energy generation. This search assessed the behavior of an internal combustion engine in what concerns to the influence of gradual to total substitution of commercial diesel for crambe biodiesel and the influence of the use of biogas, with the engine running on dual mode. The items assessed were the diesel, biodiesel and biogas calorific power; the power generated according to the load (kW.kW-1); the specific consumption of liquid fuel (g.kWh-1); the energetic consumption (kJ.h-1); return/yield (%); the reduction of diesel-biodiesel consumption (%); gas emission: nitrogen oxides (NOx) and carbon monoxides (CO), and the variation of engine gas temperature. The experiment was performed at the Gas and micro-generation of electricity laboratory at the State University of West Parana (UNIOESTE), and in a pig fattening unit in the city of Medianeira PR. The diesel used in the experiment was composed of 95% mineral diesel and 5% biodiesel, according to current standards. Both diesel and biodiesel s inferior calorific power were assessed with an E2K calorimeter. Biogas was analyzed with DRAGER X-AM 7000. In order to assess the fuel, an OVAL flowmeter model M-III LSF41L0-M2 was used. Data was recorded by means of a FIELD LOGGER data logger, by NOVUS. The assessment of biogas consumption happened with the aid of a gas meter, by SCHIMBERGER, model GALLUS 1000. Data were transferred to an electronic spreadsheet. The electricity generated was measured by analyzer AE-200, by INSTRUTHERM. The equipment used in the analysis of gas emission and temperature was BACHARACH s PCA-3. The Inferior Calorific Power (PCI) found was 40141 kJ.kg-1 for diesel and 36853 kJ.kg-1 for crambe biodiesel. Methane concentration in biogas was 66% and its PCI was 23.7 MJ.m-3. The electric power generated in normal mode was up to 33% lower than in dual mode for the trial with B100. The specific consumption of the liquid fuel was lower in dual mode than in normal mode. The maximum efficiency in normal mode was 23.32% with diesel at a load of 5 kW and 14.58% in dual mode with B75 and load of 4 kW. Maximum economy was 87% for loads of 2 and 3 kW of the trial with B100. NOx emission was lower with the insertion of biogas. Regarding CO emission, there wasn t a trend on the interference of biodiesel proportions and biogas insertion. The gas exhaustion temperature increased with the insertion of biogas and with load raise, reaching values over 500°C. / A constante busca pela diversificação das fontes de energia traz consigo a necessidade de novas soluções tecnológicas e para que isso seja possível, é preciso avaliar algumas opções de geração de energia. O presente estudo avaliou o comportamento do motor de combustão interna quanto à influência da substituição gradual até total de diesel comercial por biodiesel a partir de óleo de crambe e a influência do uso de biogás, operando o motor em modo Dual. Foram avaliados o poder calorífico do diesel, do biodiesel e do biogás, a potência gerada em função da carga imposta (kW.kW-1), o consumo específico de combustível líquido (g.kWh-1), consumo energético (kJ.h-1), rendimento (%), redução de consumo de diesel-biodiesel (%), emissão de gases: óxidos de nitrogênio (NOx) e monóxido de carbono (CO) e a variação de temperatura dos gases gerados no motor. O experimento foi realizado no laboratório de Gaseificação e Microgeração de eletricidade da Universidade Estadual do Oeste do Paraná e em uma unidade de engorda de leitões em Medianeira - PR. O diesel utilizado era composto de 95 % de Diesel mineral e 5 % de biodiesel, conforme normas vigentes. Foi analisado o PCI do diesel e do biodiesel com uma bomba calorimétrica E2K. A composição do biogás foi analisado com o DRAGER X-AM 7000. Para a mensuração de combustível utilizou-se um fluxometro OVAL M-III LSF41L0-M2 e os dados foram gravados pelo datalogger FIELD LOGGER. Para a mensuração do consumo de biogás foi utilizado um medidor de gás marca SCHIMBERGER, modelo GALLUS 1000. Os dados de consumo de biogás foram anotados em planilha eletrônica. A energia elétrica gerada foi mensurada pelo equipamento AE-200, marca INSTRUTHERM. A emissão e temperatura dos gases de exaustão foi analisada pelo equipamento PCA-3, marca BACHARACH. O PCI do diesel foi de 40141 kJ.kg-1 e do biodiesel de crambe foi de 36853 kJ.kg-1. A concentração de metano no biogás foi de 66 % e o PCI foi de 23,7 MJ.m-3. A potência elétrica gerada no modo normal foi menor que no modo Dual. O consumo específico de combustível líquido foi menor no modo Dual que no modo normal. A máxima eficiência no modo normal foi de 23,32 % com diesel na carga de 5 kW e no modo dual foi de 14,58 %, com B75 e carga de 4 kW. A máxima economia foi de 87% para as cargas de 2 e 3 kW do ensaio com B100. A emissão de NOx foi menor com a inserção de biogás. Para a emissão de CO não houve uma tendência sobre a interferência das proporções de biodiesel e a inserção de biogás. A temperatura de exaustão dos gases elevou com a inserção de biogás e com o aumento da carga, chegando a valores acima de 500 oC.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2018-06-26T12:55:51Z No. of bitstreams: 2 Daniel_Colle.pdf: 2328894 bytes, checksum: ebc7123a9d0ac2a49544f8c63f351ad5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-26T12:55:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Daniel_Colle.pdf: 2328894 bytes, checksum: ebc7123a9d0ac2a49544f8c63f351ad5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-28 / The generation of electric energy through alternative sources of energy has been a theme constantly addressed by the researchers, both for the concern for alternatives to the energy supply and for the search of the reduction of environmental impacts in its generation. This research addresses the generation of electric energy through the use of biogas and biodiesel, both fuels from renewable sources. The performance of an electricity generator operating in dual mode with biogas and biodiesel blends was evaluated. The evaluated biodiesel was obtained from frying residual oil and experiments were performed with blends of pre-established proportions in B8 (commercial diesel - 8% biodiesel), B20 (20% biodiesel), B50 (50% biodiesel), B80 (80% biodiesel) and B100 (pure biodiesel). The biogas used came from biodigestor of swine residues. The motor generator set has a maximum power of 5.0 kVA and an output voltage of 110 and 220 V. In the tests the motor generator set was coupled to a bank of resistive loads, varying from 0 to 100% of the maximum load. Each increment was of 10%, allowing to obtain the power of generation for varied loads. The lower calorific value of biodiesel (B100) was 35912 kJ.kg-1 and biogas was 22562 kJ.m-3. The electric power generated was superior in the dual mode presenting differences of 18.76% for B8 and 21.77% for B100. The specific liquid fuel consumption was lower in the dual mode with 270.17 g.kWh-1 operating with B8 and 285.29 g.kWh-1 operating with B100 compared to the normal mode. The efficiency was higher in the normal mode, presenting results of 22.01% and 24.74%, operating with B8 and B100 respectively, against 17.51% and 20.18% in the dual mode. The average fuel economy for the B8 blend was 30.06% and 30.08% for B100 in dual mode over the normal mode. The results indicate the possibility of the use of biodiesel from frying waste oil in normal mode, as well as its use in dual mode together with biogas. / A geração de energia elétrica por meio de fontes alternativas de energia tem sido um tema constantemente abordado pelos pesquisadores, tanto pela preocupação por alternativas ao fornecimento de energia quanto pela busca da redução de impactos ambientais em sua geração. Esta pesquisa aborda a geração de energia elétrica por meio do uso de biogás e biodiesel, ambos combustíveis oriundos de fontes renováveis. Foi avaliado o desempenho de um gerador de eletricidade operando no modo dual com biogás e blendas de biodiesel. O biodiesel avaliado foi obtido a partir de óleo residual de fritura e foram realizados experimentos com blendas de proporções pré-estabelecidas em B8 (diesel comercial - 8% de biodiesel), B20 (20% de biodiesel), B50 (50% de biodiesel), B80 (80% de biodiesel) e B100 (biodiesel puro). O Biogás utilizado foi oriundo de biodigestor de resíduos de suinocultura. O conjunto motor gerador apresenta potência máxima de 5,0 kVA e tensão de saída 110 e 220 V. Nos ensaios o conjunto motor gerador foi acoplado a um banco de cargas resistivas, com variações de 0 a 100% da carga máxima. Cada incremento foi de 10%, permitindo obter a potência de geração para cargas variadas. O poder calorífico inferior (PCI) do biodiesel (B100) foi de 35912 kJ.kg-1 e do biogás foi de 22562 kJ.m-3. A potência elétrica gerada foi superior no modo dual apresentando diferenças de 18,76% para B8 e 21,77% para B100. O consumo específico de combustível líquido foi menor no modo dual apresentando 270,17 g.kWh-1 operando com B8 e 285,29 g.kWh-1 operando com B100 em relação ao modo normal. A eficiência foi maior no modo normal apresentando resultados de 22,01% e 24,74% operando com B8 e B100 respectivamente, contra 17,51% e 20,18% no modo dual. A média de economia de combustível líquido para a mistura B8 foi de 30,06% e de 30,08% para B100 no modo dual em relação ao modo normal. Os resultados indicam a possibilidade da utilização de biodiesel de óleo residual de fritura no modo normal, assim como sua utilização no modo dual juntamente com o biogás.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-14T11:05:38Z No. of bitstreams: 1 FERNANDO JOSÉ DA SILVA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 7661090 bytes, checksum: d6d7296ae6b4537cc796b5ad44bc0b46 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-14T11:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERNANDO JOSÉ DA SILVA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 7661090 bytes, checksum: d6d7296ae6b4537cc796b5ad44bc0b46 (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / CNPq / O combustível gasoso (gás natural) tem sido muito utilizado em motores diesel nos últimos anos, devido suas características positivas quando o foco é o nível das emissões lançadas na atmosfera. O biodiesel; combustível renovável, tem se apresentado como potencial alternativo para contribuir com a redução das emissões poluentes no mundo, com propriedades comparáveis ao diesel, tem sido usado amplamente em motores do ciclo diesel. O desafio é utilizar o motor diesel que opere de forma dual (líquido/gás), com misturas adequadas de diesel, biodiesel e gás natural, para obter a proporção correta de cada combustível, mantendo as características originais do motor e bom desempenho. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa é analisar o desempenho, as características das emissões de um motor diesel, trabalhando com diesel comercial B5, biodiesel e gás natural. O combustível utilizado no motor consiste na mistura de 15% de óleo diesel e biodiesel (combustível líquido) e 85% de gás natural. Experimentos foram realizados em potências de 40, a 120 kW, com intervalos de 20 kw. O motor foi instrumentado para obter temperatura, fluxos de massa de ar, gás, diesel e biodiesel, pressão do ar de entrada do motor, do óleo lubrificante e concentração dos gases de combustão durante cada teste experimental. O custo específico do motor operando no modo dual foi melhor do que no modo diesel e a mistura diesel, biodiesel e gás natural que apresentou o menor custo específico, foi a mistura B50. Verificou-se a partir dos resultados experimentais que as emissões de NOx, NO e CO2 diminuíram, enquanto que as emissões de CO aumentaram, quando comparadas com a condição do motor operando no modo diesel comercial B5 como único combustível. / The gaseous fuel (Natural Gas) has been widely used on diesel engines in the last few years, due to its positive characteristics as far as the level of emissions released in the atmosphere is concerned. Biodiesel has been considered a potential alternative to contribute to reducing pollutant emissions level in the world, as a renewable fuel, its properties are comparable to the one of the diesel fuel which is already widely used in diesel engines. The big challenge is to use the diesel engine which operates in a dual form, using adequate mixtures of diesel, biodiesel and natural gas to obtain the correct proportion of each fuel and maintaining the original characteristics of the engine as well as a good performance. In this sense, the aim of this research is to study the characteristics of the commercial diesel engine emissions, operating with B40, B50, B60 and natural gas. The fuel used in the engine consists of a mixture of 15% diesel and biodiesel (liquid fuel) and 85% natural gas. Experiments were made using 40, to 120 kW, with an interval of 20 kW. The engine was instrumented to obtain the temperature, air, gas, diesel and biodiesel flow rate, the air pressure at the entrance of the engine, the lubricant oil temperature, and the concentration of exhaust gases during each experimental test. The specific cost of the engine operating in dual mode was better than in diesel mode, and the blend of diesel, biodiesel and natural gas with the lowest specific cost was the B50 blend. It was verified that the emission of NOx, NO and CO2 had decreased while the emissions of CO had increased, when compared to the conditions using commercial diesel (B5) as the only fuel.

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Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-23T16:43:37Z No. of bitstreams: 1 YOGE JERONIMO RAMOS DA COSTA - TESE PPGEP 2007..pdf: 3893859 bytes, checksum: a59d1d9d1668799657fcdaabc841e817 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T16:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 YOGE JERONIMO RAMOS DA COSTA - TESE PPGEP 2007..pdf: 3893859 bytes, checksum: a59d1d9d1668799657fcdaabc841e817 (MD5) Previous issue date: 2007-04-02 / A escassez energética e impacto ambiental são fatores determinantes para a existência de novos estudos da conversão e uso de energia, e a redução dos níveis de poluentes na atmosfera. A operação que usa diesel e gás natural é indicada como uma das melhores formas para controlar emissões de poluentes oriundos de motores diesel e simultaneamente economizar diesel derivado de petróleo. Neste sentido, este trabalho tem como objetivos, estudar teórica e experimentalmente as características de emissões e performance de um motor de combustão interna do ciclo Diesel operando com diesel e gás natural. O sistema térmico experimental é composto de um motor de combustão interna acoplado a um gerador elétrico, instrumentado com sensores de temperatura, pressão, medidores de vazão de ar, diesel e gás natural, sondas de gás e sistema de absorção de potência, constituído por um banco de carga e seu sistema de controle. Para análise energética e exergética teórica do motor foi desenvolvido um modelo matemático baseando-se nos conceitos da termodinâmica. Resultados numéricos e experimentais dos efeitos das condições do ar, tipo e quantidade de combustível, e gases de escape sobre o desempenho do motor e impacto ambiental são apresentados e analisados. A utilização de motores do ciclo diesel trabalhando de forma dual é consideravelmente viável do ponto de vista ecológico, visto a redução da emissão de poluentes tais como CO, CO2, NO e SO2. Com relação aos custos operacionais, estes também se apresentam favoráveis, principalmente para valores de potência superiores a 100 kW. / The energetic shortage and environmental impact are main factors to new research in conversion and use of energy. Natural gas and diesel dual-fuel operation is regarded as one of the best way to control pollutant emissions from the diesel engine and simultaneously save petroleum based diesel fuel. In this sense, the aim of this work is to investigate theorical and experimentally the emissions and performance characteristics of a commercial diesel engine being operated with natural gas and diesel. Experimental facilities (thermal system) is composed by a diesel engine complying to electronic generator, and it was equipped with temperature and pressure sensors, gas, air and diesel flowmeters, gas analyzer and power absorption system (electric charge bank and control system). For energetic and exergetic analysis one mathematical model based in the concept of thermodynamics was developed. The predicted and experimental results of the effect of air conditions, type and quantity of fuel, and exhaust gas in the performance of engine and environmental impact are presented and analyzed. The use of engines of the cycle diesel working in dual mode is considerably viable of the ecological point of view, seen the reduction of the emission of pollutant such as CO, CO2 and SO2. Regarding the operational costs, these also are favorable, mainly for superior power values to 100 kW.