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Título: Simulação do uso de hidrogênio em motores alimentados com biodiesel.
Autor(es): Câmara, Jean Karlos
Orientador(es): Leal, Elisângela Martins
Membros da banca: Leal, Elisângela Martins
Rocha, Ana Maura Araújo
Santana, Cláudio Márcio
Palavras-chave: Combustíveis para motores - biodiesel
Combustíveis para motores - hidrogênio
Motores a diesel
Data do documento: 2025
Referência: CÂMARA, Jean Karlos. Simulação do uso de hidrogênio em motores alimentados com biodiesel. 2025. 72 f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2025.
Resumo: Este trabalho analisa o desempenho térmico de um motor de combustão interna de ignição por compressão operando com misturas de biodiesel e hidrogênio, por meio de simulações no software Diesel RK e comparação com dados experimentais obtidos para operação com diesel. O objetivo principal é avaliar os efeitos da adição de hidrogênio, em diferentes proporções, ao biodiesel sobre parâmetros como torque, potência, consumo específico de combustível e emissões. O estudo parte de uma fundamentação teórica sobre motores Diesel, propriedades do hidrogênio e biodiesel, além de explorar as vantagens e desafios técnicos do uso combinado desses combustíveis. A avaliação do desempenho do motor é conduzida em duas etapas. A primeira consiste em uma análise numérica, na qual os dados do motor são coletados e as simulações realizadas no software Diesel RK. Nessa fase, efetuam-se os cálculos considerando diferentes proporções de hidrogênio e biodiesel, iniciando com biodiesel puro e aumentando a concentração de hidrogênio em incrementos de 10% até atingir o limite máximo de 30%, estabelecido devido a restrições de temperatura de operação do motor. Em seguida, os resultados simulados são comparados com dados experimentais de operação com diesel, visando verificar tendências e comportamentos previstos pelo modelo. Os resultados indicam que a adição de hidrogênio pode melhorar o desempenho do motor e reduzir as emissões de CO₂, especialmente em proporções de até 30%, mantendo a estabilidade operacional. O estudo conclui que a utilização de hidrogênio como aditivo ao biodiesel apresenta potencial para promover maior eficiência energética e menor impacto ambiental, embora desafios técnicos ainda existam quanto ao armazenamento e controle da mistura. O uso do software Diesel RK mostra-se eficaz para previsão de desempenho e análise comparativa, permitindo análises detalhadas que fornecem bases sólidas para estudos futuros voltados à otimização desses motores.
Resumo em outra língua: This work analyzes the thermal performance of a compression-ignition internal combustion engine operating with mixtures of biodiesel and hydrogen through simulations performed in Diesel RK software and comparison with experimental data obtained for diesel operation. The main objective is to evaluate the effects of adding hydrogen, in different proportions, to biodiesel on parameters such as torque, power, specific fuel consumption, and emissions. The study begins with a theoretical foundation on Diesel engines, as well as the properties of hydrogen and biodiesel, and explores the advantages and technical challenges of using these fuels in combination. The engine performance evaluation is conducted in two stages. The first stage consisted of a numerical analysis, in which engine data are collected and simulations are performed using Diesel RK software. In this phase, calculations are carried out considering different proportions of hydrogen and biodiesel, starting with pure biodiesel and increasing the hydrogen concentration in 10% increments up to a maximum limit of 30%, established due to engine operating temperature constraints. Subsequently, the simulated results are compared with experimental data for diesel operation, in order to verify trends and behaviors predicted by the model. The results indicate that the addition of hydrogen can improve engine performance and reduce CO₂ emissions, especially in proportions of up to 30%, while maintaining operational stability. The study concludes that the use of hydrogen as an additive to biodiesel has the potential to promote greater energy efficiency and lower environmental impact, although technical challenges remain regarding storage and mixture control. The use of Diesel RK software proves effective for performance prediction and comparative analysis, enabling detailed evaluations that provide a solid foundation for future studies aimed at optimizing these engines.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/8221
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