Análise do desempenho de um gerador a diesel utilizando gás HHO como combustível secundário

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Data

2023-11-24

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Diversos segmentos da sociedade, como indústrias, hotéis, postos de combustível, hospitais e comunidades isoladas, adotam a utilização de geradores de energia. Esses geradores, que funcionam a partir da queima de óleo diesel em motores de combustão interna, produzem energia elétrica. No entanto, essa prática gera uma quantidade elevada de emissões de poluentes. Diante da necessidade de buscar avanços no âmbito da geração e distribuição de energia, bem como de melhorar a produção de energia visando um meio ambiente sustentável, o presente trabalho tem como objetivo implementar um sistema de geração de gás Oxihidrogênio (HHO) acoplado a um grupo gerador a diesel. Isso permitirá que o gás HHO produzido seja utilizado como combustível secundário na máquina primária do grupo gerador. Foram realizadas avaliações do desempenho do gerador de gás HHO utilizando hidróxido de potássio (KOH) com eletrólito em concentrações de 10, 15, 20 e 25 g/L de água deionizada, variando a corrente elétrica aplicada entre 0 e 40 A. Além disso, o desempenho do gerador a diesel foi avaliado, injetando 0,5 L/min de gás HHO como combustível secundário em cargas resistivas de 500, 1000, 1500 e 2000 W, incluindo a análise do consumo específico de combustível (CEC), a quantidade de energia gerada e a eficiência do sistema. A análise das relações entre produção de HHO, eficiência energética e consumo de combustível destacou a importância de encontrar um equilíbrio entre esses fatores ao projetar sistemas de geração do gás. Os resultados mostraram que a injeção de HHO no conjunto motogerador a diesel reduziu significativamente o CEC em 16% e aumentou em 3,4% a eficiência energética do conjunto quando conectado a uma carga resistiva de 1500 W. Além disso, a temperatura do motor foi reduzida em comparação com o uso do gás HHO, tornando-o mais eficiente e menos poluente. Portanto, a injeção de HHO em um motogerador a diesel pode ser uma estratégia útil para melhorar a eficiência energética e reduzir o consumo de combustível, contribuindo assim para a redução do consumo de combustíveis fósseis e dos impactos associados ao meio ambiente.
Various sectors of society, including industries, hotels, gas stations, hospitals, and remote communities, utilize power generators. These generators operate by burning diesel oil in internal combustion engines to produce electrical energy. However, this practice results in a high level of pollutant emissions. Given the need to advance energy generation and distribution and improve energy production for a sustainable environment, this study aims to implement a hydrogen generation system integrated with a diesel power generator. This system will allow the use of the produced HHO gas (a mixture of hydrogen and oxygen) as secondary fuel in the primary machine of the power generator. We conducted performance assessments of the HHO gas generator, varying the electrolyte concentrations between 10, 15, 20, and 25 g/L of potassium hydroxide while adjusting the applied electric current in the range of 0 to 40 A. Additionally, we evaluated the performance of the diesel generator by injecting 0.5 L/min of HHO gas as secondary fuel at resistive loads of 500, 1000, 1500, and 2000 W. These evaluations included an analysis of specific fuel consumption, the quantity of generated energy, and the system's efficiency. The analysis of the relationships between HHO production, energy efficiency, and fuel consumption underscores the importance of finding a balance between these factors when designing hydrogen generation systems. The results showed that injecting HHO into the diesel generator significantly reduced specific fuel consumption by 16% and increased the system's energy efficiency by 3.4% when connected to a 1500 W resistive load. Moreover, the engine's temperature decreased compared to using HHO gas alone, making it more efficient and less environmentally impactful. Therefore, injecting HHO into a diesel generator can be a valuable strategy for enhancing energy efficiency and reducing fuel consumption, contributing to the reduction of fossil fuel consumption and its associated environmental effects.

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Palavras-chave

Combustível alternativo, Gerador de hidrogênio, Eletrólise, Hidrogênio verde, Célula Seca, Alternative Fuel, Hydrogen Generator, Electrolysis, Green Hydrogen, Drycell

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