Simulação do uso de hidrogênio em motores alimentados com biodiesel.

Abstract

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.