Diminuição de rejeição térmica em motores a combustão

Heat rejection avoidance in combustion Engines

Santos, Wagner Matos; Nascimento, Marcelino Pereira; Balestieri, José Antônio Perrella; Bimbato, Alex; Pereira, Juliano de Assis; Klammer, Josef

Artigo:

Heat rejection to a cold reservoir is inherent of Thermal Machine operation. One of them, the engine cycle, aims to deliver liquid power and its efficiency increases directly proportional to the hot reservoir and inversely proportional to the cold reservoir. Most of the studies for increasing engine efficiency leads to increase the hot reservoir. This research instead, instigates the discussion of a better use of energy and heat rejection avoidance on internal some combustion engines systems. It demonstrates the principle that the heat rejection improvement using liquid instead of air ran against the real objective that should  have been using it better. The paper shows feasible design steps with physical, energetic and economical approach to implement an engine gas recirculation system, which uses tail pipe gases, through a supersonic Laval nozzle parallel to intake line after charge air cooler. It also purposes waste heat recovery from engine liners as heat source for a Rankine cycle. All calculus and simulations are done based on a real engine data submitted to an European Transient Cycle.

O descarte de energia para um reservatório frio é inerente ao funcionamento de uma máquina térmica. Uma delas, o ciclo motor, visa a entrega de trabalho líquido e sua eficiência varia proporcionalmente ao reservatório quente e inversamente proporcional ao reservatório frio. Os estudos convencionais apontam na direção de queima mais eficiente e aumento do reservatório quente. Este trabalho, por sua vez,  incita a discussão sobre o melhor uso e menor descarte de energia em motores à combustão. Demostra, ainda, o princípio de que o caminho tomado para melhorar a eficiência da troca com em líquido em vez de ar foi feita a revés do objetivo de reutilizar a energia desprezada. O trabalho mostra passos viáveis de projeto com visão energética, física e econômica para implementar um sistema de recirculação de gases sem trocador de calor em motores diesel e reaproveitamento de energia das câmaras em motores a combustão. Este simula as paredes das câmaras de combustão como fonte de calor para um ciclo Rankine e aquele aplica um bocal supersônico instalado em uma derivação da linha de admissão de ar do motor para admitir gás inerte já pós tratado. Para os cálculos e simulações são utilizados os dados reais de um motor diesel submetidos a um Ciclo Transiente Europeu (ETC).

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/simea2019-PAP58

Referências bibliográficas

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Como citar:

Santos, Wagner Matos; Nascimento, Marcelino Pereira; Balestieri, José Antônio Perrella; Bimbato, Alex; Pereira, Juliano de Assis; Klammer, Josef; "Diminuição de rejeição térmica em motores a combustão", p-594-609. In: XXVII Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva. São Paulo: Blucher, 2019.
ISSN 23577592, DOI 10.5151/simea2019-PAP58