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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39413Registro completo de metadados
| Campo DC | Valor | Idioma |
|---|---|---|
| dc.creator | Rondon, Gustavo Vinicius Bandeira | - |
| dc.date.accessioned | 2026-02-20T22:25:38Z | - |
| dc.date.available | 2026-02-20T22:25:38Z | - |
| dc.date.issued | 2025-11-25 | - |
| dc.identifier.citation | RONDON, Gustavo Vinicius Bandeira. Simulação híbrida de emissões em motor diesel: integração Cantera-modelos empíricos para diesel e H2-diesel. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39413 | - |
| dc.description.abstract | This research focuses on assessing the accuracy of a digital model used to simulate the emissions of internal combustion engines operating with alternative fuels. The growing concern about climate change and the urgent need to reduce greenhouse gas emissions have driven the search for cleaner transportation technologies, with hydrogen standing out as a complementary option to diesel. In this context, using the open-source platform Cantera, a model based on chemical equilibrium was developed to evaluate the concentration of carbon dioxide (CO₂), carbon monoxide (CO), and residual oxygen (O₂) in the exhaust gases of a single-cylinder compression-ignition engine running on pure diesel and on a hydrogen–diesel blend. Diesel was represented by n-dodecane (C₁₂H₂₆), a common surrogate in combustion simulations, while hydrogen was modeled as molecular H₂. The original experimental study serves as a reference to validate the simulated results, enabling direct comparison between the model’s predictions and the real test data. The simulation was performed for different configurations, varying engine speed (3000 and 3600 RPM), applied torque (3 and 7 Nm), and hydrogen energy share (HES of 0% and 25%), totaling eight different conditions. The analysis evaluates the model’s accuracy using statistical indicators such as the mean absolute error (MAE) and mean absolute percentage error (MAPE), demonstrating the capability of the simulation to reproduce experimental trends and identifying the situations in which the model most closely matches real data. The results show that the equilibrium-based approach is able to capture changes in CO₂ emissions according to operating conditions, with improved performance under high-load scenarios. This work highlights the usefulness of computational simulation as an accessible tool for parametric studies, engine improvement, and initial analysis of emission-reduction strategies, supporting the development of more sustainable technologies in the transportation and energy sectors. | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | pt_BR |
| dc.rights | openAccess | pt_BR |
| dc.rights | Attribution 4.0 International | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | * |
| dc.subject | Motores a diesel | pt_BR |
| dc.subject | Hidrogênio como combustível | pt_BR |
| dc.subject | Simulação (Computadores) | pt_BR |
| dc.subject | Diesel motor | pt_BR |
| dc.subject | Hydrogen as fuel | pt_BR |
| dc.subject | Computer simulation | pt_BR |
| dc.title | Simulação híbrida de emissões em motor diesel: integração Cantera-modelos empíricos para diesel e H2-diesel | pt_BR |
| dc.title.alternative | Hybrid simulation of diesel engine emissions: integration of Cantera and empirical models for diesel and H2-diesel | pt_BR |
| dc.type | bachelorThesis | pt_BR |
| dc.description.resumo | Esta pesquisa concentra-se em verificar a precisão de um modelo digital para simular as emissões de motores de combustão interna que utilizam combustíveis alternativos. A crescente preocupação com o clima e a urgência de diminuir as emissões de gases do efeito estufa têm incentivado a procura por tecnologias mais ecológicas nos transportes, com o hidrogênio a destacar-se como uma opção complementar ao diesel. Neste cenário, usando a plataforma aberta Cantera, foi criado um modelo baseado no equilíbrio químico para avaliar a concentração de dióxido de carbono (CO₂), monóxido de carbono (CO) e oxigênio restante (O₂) nos gases de escape de um motor de um cilindro com ignição por compressão, utilizando diesel puro e uma mistura de hidrogênio e diesel. O diesel foi representado pelo n-dodecano (C12H26), um substituto comum em simulações de combustão, e o hidrogênio foi modelado como H₂ molecular. O estudo original serve de referência para confirmar os resultados simulados, permitindo comparar diretamente os valores previstos pelo modelo com os dados reais obtidos em testes. A simulação foi realizada para diferentes configurações, variando a rotação do motor (3000 e 3600 RPM), o torque aplicado (3 e 7 Nm) e a quantidade de energia do hidrogênio (HES de 0% e 25%), totalizando oito condições diferentes. A análise avalia a precisão do modelo através de indicadores estatísticos como o erro médio absoluto (MAE) e o erro percentual médio absoluto (MAPE), mostrando a capacidade da simulação em reproduzir tendências experimentais e identificando as situações em que o modelo se aproxima mais dos dados reais. Os resultados mostram que a abordagem baseada no equilíbrio químico consegue captar as mudanças nas emissões de CO₂ conforme as condições de operação, com melhor desempenho em situações de torque elevado no motor. Este trabalho demonstra a utilidade da simulação computacional como ferramenta acessível para estudos paramétricos, melhoria de motores e análise inicial de estratégias de redução de emissões, auxiliando no desenvolvimento de tecnologias mais sustentáveis nos setores de transportes e energia. | pt_BR |
| dc.degree.local | Londrina | pt_BR |
| dc.publisher.local | Londrina | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Lima, Rafael Sene de | - |
| dc.contributor.referee1 | Lima, Rafael Sene de | - |
| dc.contributor.referee2 | Galante, Renan Manozzo | - |
| dc.contributor.referee3 | Salvo, Ricardo de Vasconcelos | - |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.program | Engenharia Mecânica | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UTFPR | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Mecânica | |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| simulacaocanteramotordiesel.pdf | 1,82 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
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