[en] EXPERIMENTAL INVESTIGATION AND PERFORMANCE ESTIMATE OF DIESEL ENGINES BURNING NATURAL GAS
[pt] Medidas do desempenho de quatro diferentes motores, todos operando no modo bicombustível Diesel / gás natural, foram realizadas em dinamômetro de bancada. Selecionaram-se os motores a ensaiar por suas características construtivas e operacionais, representativas das distintas aplicações dos...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Language: | pt |
| Published: |
MAXWELL
2006
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=8882@1 https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=8882@2 http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.8882 |
| Summary: | [pt] Medidas do desempenho de quatro diferentes motores, todos
operando
no modo bicombustível Diesel / gás natural, foram
realizadas em dinamômetro
de bancada. Selecionaram-se os motores a ensaiar por suas
características
construtivas e operacionais, representativas das distintas
aplicações dos motores
Diesel (cilindrada, faixa de rotação, uso ou não da turbo-
alimentação e
arrefecimento do ar de combustão). Variou-se a razão de
substituição de Diesel
por gás natural de modo a levantar as regiões por onde a
operação
bicombustível é possível. Embora o foco do trabalho esteja
sobre o desempenho
também se tomaram dados relativos às emissões (fumaça /
opacidade), tanto
durante a operação original Diesel, quanto na
bicombustível. Foram propostas
correlações empíricas para o rendimento térmico indicado,
eficiência volumétrica
e atrito em motores Diesel. Podem-se usar, na falta de
dados experimentais
prévios, tais correlações na estimativa do desempenho de
motores diferentes
dos testados. Os resultados indicam que, por grande parte
dos campos de
funcionamento, apenas parte do gás natural efetivamente
queima. Em motores
operando a baixa carga cerca de 20 - 30 % do gás fornecido
passa ao coletor de
escape sem reagir. Desenvolveu-se um modelo simples para a
queima Diesel /
gás. Parâmetros empíricos exigidos por tal modelo foram
levantados com base
dos pontos experimentais obtidos. Sugere-se usar tal
modelo na previsão do
desempenho Diesel / gás de motores ainda não testados no
modo
bicombustível. Os resultados sugerem que, em motores
operando com razão ar /
gás natural superior a, aproximadamente, 30, a queima do
gás ocorre apenas no
entorno do Diesel. Em misturas de razão ar / gás inferior
a 30 a queima em
frentes de chama parece ocorrer. Em tais casos fica-se,
também, sujeito ao
funcionamento com detonação. As correlações empíricas
levantadas foram
utilizadas na conversão Diesel / gás natural de três
diferentes grupos geradores
de eletricidade (motores de 212, 535 e 1.570 hp). De forma
distinta das medidas
tomadas em laboratório as conversões destes geradores
foram feitas em campo,
sem oportunidade para a medida cuidadosa e metódica de
todos os parâmetros
de interesse. Os dados verificados nas conversões de tais
grupos geradores,
quando considerados adequados, foram incorporados ao
presente trabalho. === [en] Four Diesel engines, all running on the Diesel / natural
gas dual fuel
mode, were dynamometer tested. Engines were selected based
on their distinct
construction, operating parameters and engine field use.
The Diesel / natural gas
substitution was varied in order to determine the dual
fuel operation limits.
Measurements related to particulate emissions (smoke and
opacity) were also
made. Correlations for indicated thermal efficiency,
volumetric efficiency and
engine friction were proposed. It`s suggested that those
can be used on the
performance estimate of engines when little or no previous
test data is available.
The dual fuel test results indicate that, according to
engine load, part of the gas
does not burn. In engines running on low load as much as
20 - 30 % of the gas
supplied simply reaches exhaust manifold unreacted. A
simple model for the dual
fuel combustion was proposed. An empirical correlation for
a combustion
parameter, that arouse in the modeling was, base on test
results, proposed. It`s
suggested that the semi-empirical dual fuel model can be
used for the
performance estimate of Diesel engines, when burning
natural gas, not previously
tested on the dual fuel mode. Results indicate that, for
engines running on air /
gas ratios above 30, combustion appear to remain limited
to Diesel droplets
neighborhood. For richer mixtures gas combustion appear to
occur on flame
fronts. Audible knock was noticed on engines running on
air / gas ratios below,
approximately, 30. The empirical correlations proposed
were used for the dual
fuel conversion of three different genset engines (212,
535 and 1.570 bhp).
Gensets data, when appropriate, is also reported in the
present work. |
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