Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoEdsonVanzella.pdf: 640885 bytes, checksum: 49bfc52db759a282f70d70ded3f85012 (MD5) Previous issue date: 2015-03-03 / The influence of the addition of biodiesel on hydrous ethanol for use at the internal combustion engines (Otto cycle), of vehicles and of aircrafts, as the utilized in the crop duster Ipanema, is that aimed to this study. The Brazilian Aeronautics Company - Embraer, in partnership with Aircraft Industry Neiva, Ipanema agricultural aircraft manufacturers, converted the engine of this aircraft, originally stocked with aviation gasoline (Avgas) for ethanol in 2005. The success of the conversion of the fossil fuel for the biofuel is proven and reported by aircraft operators throughout Brazil, with advantages environmental, economic, of infrastructure and yield. However, some physical and chemical properties of ethanol as the low lubricity, low flash point, its hygroscopic nature and low viscosity, may bring damage to components of the aircraft fuel system, as well as parts of the engine. Biodiesel possesses features that are useful to the Otto cycle engine, because its organic components associated with your higher electrical conductivity, provide high lubricity when it is added to the ethanol. Biodiesel flash point is high, and thus minimizes flammability risks from transport, storage and supply of ethanol. Because it is less corrosive than ethanol, biodiesel when mixed with ethanol also reduces the conditions of wear and corrosion on parts and engine parts. For diagnosing the ideals levels to the mixture formation were performed eight different compositions (four with soybean biodiesel and four with castor bean biodiesel) varying the percentage of biodiesel at 1%, 3%, 5% and 10% (m/m) in hydrous ethanol. Responses were observed in terms of calorific value, viscosity, flash point, density, electrical conductivity and turbidity for each blend. The calorific value and viscosity were influenced by the major carbon chains of biodiesel, with the largest increase in calorific value occurred in the blend with 10% soybean biodiesel (+ 8.70%). The viscosity of the blend with 10% castor bean biodiesel increased 23.8% and for the blends with 5% castor bean biodiesel and 10% soy biodiesel increased 15%. The flash point for the blends with 10% of soy biodiesel and of castor increased approximately 1 ° C, improving the security conditions in the fuel handling. The density extrapolated the ceiling of specified 1.42% for the blend with 10% castor biodiesel. This parameter is dependent on the amount of water present in the ethanol, which in this study if presented in the maximum, thus doing the density of blends exceed the limit. The electrical conductivity and the turbidity diagnosed homogeneous mixtures, without phase separation and increase in fuel lubricity. / A influência da adição de biodiesel ao etanol hidratado para utilização em motores de combustão interna (ciclo Otto), de veículos e de aeronaves, como o utilizado no avião agrícola Ipanema, é o que objetivou esse estudo. A Empresa Brasileira de Aeronáutica Embraer, em parceria com a Indústria Aeronáutica Neiva, fabricantes do avião agrícola Ipanema, converteu o motor desta aeronave, originalmente abastecido com gasolina de aviação (Avgas), para etanol em 2005. O sucesso da conversão do combustível fóssil para o biocombustível é comprovado e relatado por operadores da aeronave em todo o Brasil, com vantagens ambientais, econômicas, de infraestrutura e rendimento. No entanto, algumas características físicas e químicas do etanol, como sua baixa lubricidade, baixo ponto de fulgor, sua natureza higroscópica e baixa viscosidade, podem trazer danos a componentes do sistema de combustível da aeronave, bem como a partes do motor. O biodiesel possui características que são úteis ao motor ciclo Otto, pois seus componentes orgânicos associados a sua maior condutividade elétrica, proporcionam uma capacidade de lubrificação elevada quando este é adicionado ao etanol. O ponto de fulgor do biodiesel é alto, e assim, minimiza os riscos de inflamabilidade decorrentes do transporte, armazenamento e abastecimento do etanol. Por ser menos corrosivo que o álcool combustível, o biodiesel quando misturado ao etanol também atenua as condições de desgaste e corrosão em peças e partes do motor. Para diagnosticar os teores ideais para formação da mistura, foram realizadas 8 diferentes composições (4 com biodiesel de soja e 4 com biodiesel de mamona), variando-se o percentual de biodiesel em 1%, 3%, 5% e 10% (m/m) em etanol hidratado. As respostas foram verificadas em termos do poder calorífico, da viscosidade, do ponto de fulgor, da densidade, da condutividade elétrica e da turbidez para cada blenda. O poder calorífico e a viscosidade foram influenciados pelas grandes cadeias carbônicas do biodiesel, sendo que o maior acréscimo no poder calorífico ocorreu na blenda com 10% de biodiesel de soja (+ 8,70%). A viscosidade da blenda com 10% de biodiesel de mamona aumentou 23,8% e para as blendas com 5% de biodiesel de mamona e 10% de biodiesel de soja aumentou 15%. O ponto de fulgor para as blendas com 10% de biodiesel de soja e de mamona aumentou aproximadamente 1 °C, melhorando a condição de segurança no manuseio do combustível. A densidade extrapolou o limite máximo da especificação em 1,42% para a blenda com 10% de biodiesel de mamona. Este parâmetro é dependente da quantidade de água presente no etanol, que neste estudo se apresentou no limite máximo, assim, fazendo com que a densidade das blendas ultrapassasse o limite. A condutividade elétrica e a turbidez diagnosticaram misturas homogêneas, sem separação de fases e com acréscimo no poder de lubrificação do combustível

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe_F_Klajn.pdf: 2683541 bytes, checksum: 0af15ef4ad0f8ff5cdbd67bc79b87c2b (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The search for alternatives to reduce diesel within the national energy matrix, particularly within the transport sector, has been studied and carried out in a gradual manner with partial insertions of biodiesel to diesel. This binary mixture, however, can be improved by the addition of ethyl alcohol (ethanol), which contain oxygen atoms in its structure and may be able to promote more efficient burning and to reduce exhaust emissions, both sulfur and non-sulfur. This work aimed to evaluate the energy performance of an engine-generator set working with diesel-biodiesel blends and diesel-biodiesel-ethanol, compared with the diesel type "A", i.e, diesel without the addition of biodiesel, as well as physicochemical characteristics of each treatment. The diesel-biodiesel mixtures were based on the currently marketed formulation (B7) and projections provided by the Senate Bill 613/2015 and Resolution No. 3/2015 CNPE for captive consumers or road fleets, ie, B10, B15 and B20. Each binary mixture this has undergone additions of anhydrous ethanol (99.6% p / p) to 1%, 5%, 10% and 15%. The treatments were subjected to 5 resistive loads of 1, 2, 3, 4 and 5 kW in triplicate. The set of data collected, analyzed the density, viscosity, calorific value, specific consumption (CE), energy efficiency (EE) and SO2 emissions. The density and viscosity of the mixtures were close to the diesel and within the specifications of the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP). The calorific value decreased as the biofuel incorporated into the diesel grew. The best specific fuel consumption was observed in absolute terms at a load of 5 kW for B15E1 with 327.1 g kW-1 h-1followed by B10E1 (330.1 g kW-1 h-1) and diesel (g kW-1 h-1). The ternary mixture composed by adding 1% ethanol did not differ statistically from diesel-biodiesel blends for all applied loads. The greatest EE of 27.15% was observed at the load of 4 kW, to B10E15 mixture. The B15E1 mixtures, B20E1 and B20E0 were more efficient than diesel for all applied loads. The lowest emission of SO2 was 5 kW for the load B10E0 with 397.66 ppm, while the highest was in load of 1 kW for B15E15 with 3391.67 ppm. / A busca de alternativas para a diminuição do uso de diesel dentro da matriz energética nacional, principalmente dentro do setor de transportes, tem sido estudada e realizada de modo gradativo com inserções parciais de biodiesel ao diesel. Esta mistura binária, entretanto, pode ser melhorada com a adição de álcool etílico (etanol), que por conter átomos de oxigênio em sua estrutura pode ser capaz de promover uma queima mais eficiente e reduzir as emissões gasosas, tanto sulfuradas quanto não sulfuradas. Assim, este trabalho buscou avaliar o desempenho energético de um conjunto motor-gerador trabalhando com misturas diesel-biodiesel e diesel-biodiesel-etanol, comparando com o diesel tipo A , isto é, diesel sem a adição de biodiesel, bem como características físico-químicas de cada tratamento. As misturas diesel-biodiesel tiveram como base a formulação atualmente comercializada (B7) e projeções previstas pelo Projeto de Lei do Senado 613/2015 e Resolução CNPE nº 3/2015 para frotas cativas ou consumidores rodoviários, isto é, B10, B15 e B20. Cada mistura binária desta sofreu adições de etanol anidro (99,6% p/p) a 1%, 5%, 10% e 15%. Os tratamentos foram submetidos a 5 cargas resistivas de 1, 2, 3, 4 e 5 kW, em triplicata. Do conjunto de dados colhidos, foram analisados a densidade, viscosidade, poder calorífico superior e inferior, consumo específico (CE), eficiência energética (EE) e as emissões de SO2. A densidade e viscosidade das misturas ficaram próximas ao diesel e dentro das especificações da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). O poder calorífico inferior diminuiu a medida que o teor de biocombustíveis incorporados ao diesel cresceu. O melhor consumo específico em termos absolutos foi verificado na carga de 5 kW, para B15E1, com 327,1 g kW-1 h-1 seguido de B10E1 (330,1 g kW-1 h-1) e do diesel (334,7 g kW-1 h-1). As misturas ternárias compostas pela adição de 1% de etanol não diferiram estatisticamente das misturas diesel-biodiesel para todas as cargas aplicadas. A maior EE verificada foi de 27,15%, na carga de 4 kW, para a mistura B10E15. As misturas B15E1, B20E1 e B20E0 foram mais eficientes que o diesel para todas as cargas aplicadas. A menor emissão de SO2 foi verificada na carga de 5 kW para a mistura B10E0, com 397,66 ppm, enquanto a maior foi na carga de 1 kW, para B15E15, com 3391,67 ppm.