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Título: Acoplamento de cinética química a ciclos motores Beau de Rochas a gás de tempo finito
Título(s) alternativo(s): Coupling chemical kinetics to finite-time Beau de Rochas gas engine cycles
Autor(es): Bianek, Gabriel Neves
Orientador(es): Naaktgeboren, Christian
Palavras-chave: Cinética química
Motores de combustão interna
Combustão
Chemical kinetics
Internal combustion engines
Combustion
Data do documento: 29-Ago-2024
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Guarapuava
Citação: BIANEK, Gabriel Neves. Acoplamento de cinética química a ciclos motores Beau de Rochas a gás de tempo finito. 2024. 100 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2024.
Resumo: No estudo do ciclo Beau de Rochas a gás, diversas modelagens, para a análise de diferentes hipóteses simplificadoras, podem ser realizadas, tais como a de de tempo finito de adição de calor (Finite Time Heat Addition (FTHA)), onde a adição de calor ocorre de forma não instantânea e não isocórica, todavia, com a necessidade de adição do tempo de combustão como parâmetro de entrada. O presente trabalho apresenta modelos de ciclos motores a gás de quatro tempos de ignição por centelha de tempo finito, com a variação entre modelagem de combustão padrão a ar e ar-combustível, adicionando, a estes, uma aproximação do tempo de combustão, através de duas simples abordagens distintas: com cinética química estática ou com cinética química dinâmica, ambas com um mecanismo cinético global para uma reação de combustão bimolecular não elementar. A comparação entre ambos os métodos de cinética química, e também entre os modelos desenvolvidos, é mostrada com uma série de diagramas termodinâmicos, com a observação dos fenômenos de combustão lenta e de explosão térmica.
Abstract: In the study of the Beau de Rochas gas cycle, several models, for the analysis of different simplifying hypotheses, can be carried out, such as the FTHA, where the heat addition occurs non-instantaneously and non-isochorically, however, there is a need to add combustion time as an input parameter. This work presents models of finite-time spark ignited four-stroke gas engine cycles, with the variation between air-standard and air-fuel combustion modeling, adding to these an approximation of the combustion time, through two simple distinct approaches: with static chemical kinetics or with dynamic chemical kinetics, both with a global kinetic mechanism for a bimolecular non-elementary combustion reaction. The comparison between both chemical kinetics approaches, and also between the models developed, is shown in a series of thermodynamic diagrams, with the observation of slow combustion and thermal explosion phenomena.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35321
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