Modelo cinético para estimativa de poluentes do ar em motores de combustão interna / Kinetic model for estimating air pollutants in internal combustion engines

Rodrigo Antonio Pinto de Melo, Fábio Santana Magnani

Abstract


Poluentes atmosféricos são responsáveis por muitos males a saúde humana e ao meio ambiente. Investir e desenvolver tecnologias que possam diminuir suas emissões é de grande importância para o futuro do planeta. Motores de combustão interna são uma das maiores fontes de poluentes da atmosfera e possuem elevada aplicabilidade na frota automobilística mundial. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo cinético da combustão para vários tipos de combustíveis usados em motores de combustão interna, com intuito de estimar a produção de poluentes por este tipo de motor. Este modelo foi baseado em uma reação principal para a combustão associada as equações de equilíbrio químico das reações de dissociação de produtos da combustão. O grau de dissociação é adicionado a estequiometria da reação principal e sua determinação é realizada através de equações obtidas do cálculo das constantes de equilíbrio químico das reações de dissociação. As equações constituem um sistema não-linear, as quais foram implementadas no Matlab®, e a sua solução foi obtida através da função fsolve intrínseca no próprio Matlab®. Os resultados do modelo da combustão foram mostrados através de dois estudos de casos referentes a combustão do GNV e mistura de etanol/gasolina em motores de combustão interna. Foi possível acompanhar a fração molar de poluentes tais como CO e NOx e a variação desta com a razão Combustível/Ar. A contribuição da dissociação do CO2 na formação do monóxido de carbono e os parâmetros responsáveis pela produção de NOx foram estudados. Verificou-se o efeito da adição de álcool à gasolina na diminuição da produção de alguns poluentes atmosféricos.

 

 


Keywords


Combustão. Motores. Poluentes. Meio ambiente. Saúde humana.

References


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DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv6n5-300

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