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Previous issue date: 2015-11-04 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The cost of the kWh at the peak hour in Brazil may be up to nine times higher than the one at normal hours. This fact has served as motivation for industries, shopping malls, hotels, and so on, to utilize electrical generators. These generator sets generally comprise Diesel engines. The problem is that the exhaust gases from these engines are very harmful to health. On the other hand, Natural Gas, thanks to its high calorific power and its low emissions, is considered a clean-burning alternative fuel. Therefore, the Diesel engines converted to Otto cycle may considerably reduce the environmental pollution. Such a conversion, however, may have in turbocharged engines backpressure effects that increase the temperature of the turbine, reducing the energy efficiency of the engine. The present study analyzes the result and consequences of the replacement of the original manifold by another with smoother curves, as well as the cooling effect on the engine performance of the turbine of a Perkins turbocharged model 1104C-44TAG2, converted to the Otto cycle. First, tests were made running the engine with its original manifold without any cooling, and then, having the turbine cooled with room air. After the replacement of the manifold, new teste were performed. Initially, without cooling the turbine or the manifold. Then, after the replacement of the manifold, other tests ventilating the turbine and the manifold were made. In each test, one has registered: the maximum operation power; temperature of the exhaust gases and the engine consumption in terms of the backpressure due to the manifold. All the tests were performed with the aid of a hydraulic dynamometer. It was noted that the use of the new manifold allowed the reduction on the backpressure. Concerning the maximum power registration there was no difference in terms of the original or the new manifold, because what had limited the power was the temperature on the turbine, which was set at 660 oC. Therefore, whenever the temperature reached this limit, the engine was deliberated stopped. This fact also explains why the ventilation has allowed higher engine powers. The new manifold resulted in fuel reductions. / O valor do kWh, no horário de pico, no Brasil, pode ser até nove vezes maior do que aquele cobrado, fora do dito período, estimulando a indústria, shopping centers, hotéis, etc. a fazerem uso de grupos geradores. Tais grupos são, em geral, compostos por motores a diesel e gerador elétrico. O lado negativo destes motores advém da larga poluição ambiental que produzem. Por sua vez, o Gás Natural, graças ao seu elevado poder calorífico e pela baixa contaminação, quando queimado, é considerado um combustível nobre, alternativo ao diesel. Assim, o uso de motores Diesel turbinados, convertidos para o ciclo Otto, pode reduzir significativamente a poluição ambiental. Nessa conversão, um dos aspectos observados é a influência da contrapressão causada pelo sistema de exaustão dos gases de escape, que contribui para o aumento da temperatura da turbina do motor convertido. O presente trabalho analisa os efeitos da substituição do coletor de escape original por outro, de curvas mais suaves, como também o resfriamento da turbina, no desempenho de um motor Perkins turboalimentado, modelo 1104C-44TAG2, ottolizado para gás natural. Os testes foram realizados com os dois coletores de escape, em operações com e sem refrigeração (por ventilação) da turbina e do coletor. A cada teste, eram avaliados: a potência máxima de operação, a temperatura dos gases de escape e o consumo do motor, em função da contrapressão do sistema de exaustão. Tais testes foram realizados, com o auxílio de um dinamômetro hidráulico, e os resultados mostraram que, de fato, houve uma redução da contrapressão, com a substituição do coletor. No entanto, o motor Perkins ottolizado respondeu, de forma semelhante, para os dois coletores, no que diz respeito à potência máxima alcançada, variando somente devido aos efeitos provocados com e sem resfriamento da turbina e do coletor. Deve-se observar, todavia, que a limitação no valor da potência deveu-se às temperaturas alcançadas pela turbina, de aproximadamente 660 °C. Assim, com resfriamento da turbina, o motor atingiu potências mais elevadas. Verificou-se, ainda, que a modificação do coletor contribuiu para a redução do consumo do motor.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/8976 |
| Date | 04 November 2015 |
| Creators | Barros, Bruno Vinícius de menezes' |
| Contributors | Jaguaribe , Emerson de Freitas |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, Brasil, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 3562149281793654633, 600, 600, 600, 600, 5792267035407506340, -6956026795191561793, 1802873727776104890 |
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