Investigação de injetores tipo y e efervescentes para a atomizacão da mistura de glicerina e etanol

Abstract

A combustão é um processo que pode consumir consome grandes quantidades de glicerol bruto sem requerer purificação nenhuma. No entanto, a queima do glicerol bruto não é fácil, devido, entre outras razões, à sua alta viscosidade, que dificulta o processo de atomização. O objetivo deste trabalho é realizar um estudo teórico-experimental de dois tipos de injetores para a atomização de líquidos viscosos, como o caso da mistura de glicerina + etanol. Foram projetados e construídos dois protótipos de injetor para a realização de testes comparativos: um injetor tipo Y e um injetor efervescente. Água, óleo diesel e mistura de glicerina + etanol foram usados como líquidos de teste, enquanto que ar e hélio são utilizados como gases de atomização. Para os dois atomizadores foram determinados os coeficientes de descarga, os ângulos de cone do spray e diâmetro representativo das gotas do spray. Também foram estudados os efeitos da pressão de operação e das vazões mássicas do líquido e gás de atomização sobre o desempenho do injetor. Para o injetor tipo Y, foi realizada uma análise teórica do efeito da pressão na câmara de mistura e da substituição do gás de atomização no diâmetro médio das gotas. É avaliada a equação de Wigg para determinar o diâmetro médio das gotas. Para o injetor efervescente, são avaliadas a influência da geometria e a localização dos orifícios de aeração, assim como o diâmetro do orifício de descarga sob as diferentes condições de operação

Combustion is a process which can consumes large amounts of crude glycerol without requiring any purification. However, the burning of crude glycerol is not easy due, among other reasons, to the high viscosity, which hinders of the atomization process. The objective of this work is to perform a theoretical and experimental study of two type nozzles to atomize viscous liquids, such as the case of glycerin + ethanol mixture. Two prototype injectors were designed and built for comparative testing: Y-jet nozzle and effervescent atomizer. Water, diesel and a glycerin + ethanol mixture were used as testing liquids; whereas air and helium were used as atomization gases. For two atomizers were determined the discharge coefficients, spray cone angles and the average droplet diameters of the produced sprays. Also were studied the effects of operating pressure and mass flow rates of liquid and gas on the injector performance. For the Y-jet nozzle, was performed a theoretical analysis the pressure effect in the mixing chamber, as well as substitution of the atomization gas on the average droplet diameter. The Wigg`s equation is evaluated to determine the average droplet diameter. For the effervescent nozzle, were evaluated the influence of the geometry and localization of the aeration holes, as well as the diameter of the final discharge orifice, under different operating conditions