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Previous issue date: 2014-06-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A large number of national companies has been using diesel gensets as an alternative to the electricity supplied by the local utility. Therefore, generators are used as an emergency power system or during peak hours. Peak hour in Brazil is between 5 to 10 p. m. As we know diesel engines contribute to the large increase in environmental pollution, since the diesel exhaust may contain fine particles associated with negative health effect, toxic air contaminants, as NOx and SOx. On the other hand, Natural gas is considered as a suitable choice rather than the use of diesel, because it possesses high calorific power, clean burning, and proper octane level for Otto cycle engine. The present work deals with the performance analysis of a Perkins engine turbocharged, diesel, model 1104C-44TA, converted into an Otto cycle engine to run on natural gas, also identifying the limiting factors of power in these types of engines. Giving the importance of the compression rate on the Diesel to Otto cycle conversion, the evaluation of the Perkins processed engine happened under the influence of three different rates: 7.6:1; 8.7:1 and 12.3:1. For each compressed rate, and stoichiometric mixture, the task was to choose the spark advance to guarantee best performances to the engine. All tests were performed with a hydraulic dynamometer. The results showed that, the best combination of those parameters are not sufficient to ensure the highest performance of a diesel converted engine. There was a consubstantial rise in temperature of the exhaust gases and on the turbine walls, due to the increase in the exhaust gases volume, compared to that of the burnt gases withdrawn from the original engine, impairing the efficiency and lifespan of the engine components. It was found, by energetic analysis, the compression ratio of 8.7:1, was the most efficient, among the other two, assuring the engine its best performance. As expected, at the compression rate of 7.6:1 the exhaust gases presented the highest temperatures. At compression ratio of 12.3:1 the gas emissions of the converted engine delivered highest NOx level and the lowest level of unburned hydrocarbons at the exhaust.
Keywords: Diesel Turbocharged Engine. Diesel to Otto Cycle Conversion Process. Natural Gas. Performance. Energy Balance / Um grande número de empresas nacionais faz uso de grupos geradores a diesel como opção à eletricidade fornecida pela concessionária local. O emprego de grupos geradores é comum durante as horas de pico, que no Brasil, ocorrem entre as 17 e 22 h. Tais aparatos, juntamente com os motores veiculares a diesel têm contribuído para o grande aumento da poluição ambiental, uma vez que a queima deste combustível se faz com grande emissão de particulados, de NOx e de SOx. O gás natural é considerado uma alternativa ao uso do diesel por possuir um alto poder calorífico, queima limpa, e adequada octanagem para o ciclo Otto. O presente trabalho trata da análise de desempenho de um motor Perkins turboalimentado, a diesel, modelo 1104C-44TA, convertido para funcionar apenas com gás natural, identificando ainda, os fatores limitadores de potência nestes tipos de motores. Considerando a importância da taxa de compressão no processo de ottolização, o motor convertido foi avaliado sob a influência de três diferentes taxas: 7,6:1; 8,7:1 e 12,3:1. Para tanto, foram selecionados avanços de ignição que ao interagir com a mistura próxima da estequiométrica garantisse ao funcionamento do motor as melhores condições de desempenho, para cada taxa de compressão escolhida. Os ensaios foram feitos com o auxílio de um dinamômetro hidráulico e os resultados obtidos evidenciaram que, na prática, tais parâmetros não são suficientes para se assegurar os melhores desempenhos em um motor diesel ottolizado. Foi observado um aumento consubstancial na temperatura dos gases de exaustão e na turbina, em virtude da ampliação do volume dos gases de escapamento com relação àquele observado no motor original, com prejuízos para a eficiência e a própria vida útil do motor. Verificou-se, através das análises energéticas, que a taxa de compressão de 8,7:1 permitiu ao motor seu melhor desempenho, com relação à outras experimentadas. Como esperado, o motor operando na taxa de 7,6:1 produziu as mais elevadas temperaturas dos gases de exaustão. Com respeito às emissões gasosas, o motor convertido com taxa de compressão de 12,3:1 emitiu o maior nível de NOx e o menor nível de hidrocarbonetos não queimados
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5384 |
| Date | 30 June 2014 |
| Creators | Ferraz, Fagner Barbosa |
| Contributors | Jaguaribe, Emerson Freitas |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, BR, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| 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, 3590462550136975366 |
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