Analise dos produtos de combustao
Por: Marcelo Rennó • 19/10/2016 • Relatório de pesquisa • 1.969 Palavras (8 Páginas) • 351 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
Instituto de Engenharia Mecânica
Ensaio n° 01: Balanço Energético da Central Diesel
Disciplina: EME606
Curso: Termodinâmica II Experimental
Alunos: Marcelo Oliveira Rennó
Luiz Carlos Símon Neto
Matriculas: 25449
25540
Professor: Fagner Luis Goulart Dias
Turma: T02
Data e Hora do Ensaio: 29 de Setembro de 2016, 13:30
Itajubá, 2016.2
1. Introdução
Os motores diesel são máquinas térmicas alternativas de combustão interna que são capazes de suprir uma quantidade de energia mecânica ou uma forca motriz de acionamento. Os motores diesel podem ser classificados conforme a sua aplicabilidade, como por exemplo os estacionários nos quais são utilizados no acionamento de maquinas estacionarias (geradores); podem ainda ser classificados como industriais, veiculares e marítimos.
Além da aplicabilidade os motores podem se diferir de acordo com o sistema de arrefecimento, sendo água e ar os mais utilizados. Apesar das diferenças entre os diversos tipos de motores diesel todos funcionam obedecendo os mesmos princípios estabelecidos pelas leis da termodinâmica .
Desta maneira, para que se possa tornar possível o estudo da eficiência de uma central geradora diesel é necessário fazer-se uso de métodos tais como a conservação da massa e energia de um sistema juntamente com a segunda Lei da Termodinâmica. Desta maneira com o balanço energético é possível obter parâmetros e características que são de suma importância na eficiência da central geradora.
2. Objetivos
Este relatório tem por objetivo fazer o balanço energético de uma central diesel e a posteriori representar seus fluxos energéticos na forma do diagrama de Sankey.
3. Materiais e Métodos
3.1 Montagem da Central Diesel
A central geradora estudada é composta por um motor Diesel Mercedes Benz do tipo OM 352; um alternador trifásico da marca Negrini de 47 KVA, tipo Brusheless e modelo 27/21. Além disso, um quadro de comando elétrico e um quadro de medição de temperatura e consumo de combustível faz parte da montagem.
A figura a seguir representa a montagem simplificada da central estudada, contudo o quadro de medição das temperaturas e da vazão de combustível não está representada.
[pic 1]
Figura 1 Esquema simplificado montagem da central Diesel
3.2 Medições e Metodologia Experimental
Para a determinação do balanço energético alguns dados foram levantados
Potência elétrica: medida direta por meio da leitura de wattímetros instalados diretamente na saída do gerador com tensão de 220V.
Corrente elétrica: mediu-se a corrente de cada fase utilizando-se um amperímetro do tipo alicate e em seguida fez-se uma média aritmética das três leituras.
Para a medição do volume de combustível consumido fez-se o uso de um medidor (de volume previamente conhecido) instalado entre o tanque e motor diesel. O medidor que inicialmente deve estar preenchido com combustível passa a ter o óleo diesel consumido ao se acionar e manter pressionada a botoeira de comando. O cronômetro é disparado quando o óleo abaixa o nível e passa pela marca inicial e travado quando o combustível passa pela marca final, obtendo o tempo necessário para o consumo do volume conhecido.
Vazão de ar admitida dentro do motor: utilizou-se um sistema de orifício calibrado instalado na entrada de um reservatório conectado ao coletor de admissão de ar do motor. Com a utilização de manômetro de coluna d’água foi possível a obtenção da variação da pressão através da comparação da pressão atmosférica com a pressão do sistema (interior do tubo).
Vazão de água no sistema de arrefecimento: utilizou-se um rotâmetro instalado entre a saída do radiador e a entrada do motor. A leitura da vazão de água é feita diretamente em uma escala fixada no corpo do rotâmetro e dada em litros por minuto.
As medidas de temperatura foram realizadas utilizando termopares conectados a um termômetro digital. O primeiro termopar foi instalado na saída da água do radiador, que permite obter o valor da temperatura da água que entra no motor. O segundo foi instalado de modo a medir a temperatura da água que sai do motor (a ser resfriada). E o terceiro instalado na saída dos gases de escape.
Para a obtenção da vazão dos gases de exaustão admitiu-se por meio da conservação da massa como sendo a soma das vazões de ar e combustível admitida dentro do motor.
A potência de atrito e corrente de atrito foi determinada de maneira similar à da potência elétrica gerada com a exceção de que maquina elétrica passou a funcionar como motor e não mais como alternador.
3.3 Procedimento Experimental
O ensaio seguiu-se como descrito a seguir:
- Partida no Motor;
- Aumento da rotação até 1800 rpm;
- Sincronização da central com a rede da concessionaria (utilizando o guia, Procedimentos para colocação do grupo diesel em paralelo com a concessionaria, contido em laboratório);
- Aplicação de carga e espera para estabilização do sistema;
- Medição das grandezas;
- Motorização do alternador para determinar a potência e corrente de atrito;
- Simulação de duas variações de carga (duas potencias elétricas geradas) e preenchimento da tabela de dados;
- Retirada da central da rede;
- Desligamento da central
3.4 Procedimentos Matemáticos
Devido a falhas elétricas presentes no motor diesel, não foi possível realizar a medição experimental no dia do laboratório. Portanto os dados coletados e organizados na Tabela 1, anexada ao final do relatório, foram obtidos em experimentos realizados anteriormente no mesmo laboratório. Estes dados tem por intuito analisar o experimento nas mesma condições listadas:
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