Papel del biodiesel

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ESTUDIO DEL DESEMPEÑO MECÁNICO Y AMBIENTAL DE LOS MOTORES DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓN AL UTILIZAR BIODIESEL COMO COMBUSTIBLE

Fajardo, J., Meza, J., Abuchar, A., Julio, F., Díaz, A., Navas, O.
Grupo de investigaciones EOLITO
Facultad de Ingeniería Mecánica
Universidad Tecnológica de Bolívar
Km 1, Vía Turbaco, Cartagena, Bolivar, Colombia
tel:+575 6535285, fax:+575 6619240, email:jfajardo@unitecnologica.edu.co

RESUMEN

Los motores diesel al trabajar con biodiesel experimentan una pérdida de potencia debido principalmente al menor poder calorífico del biodiesel.

En este trabajo se comprobó analíticamente que al operar un motor con mezclas de biodiesel y ACPM su potencia, emisiones de CO y temperatura aumentan al incrementar el porcentaje de ACPM en la mezcla.

Resultadosde experimentaciones realizadas en una planta eléctrica motor AGRALE M-80, generador BRUSH de 7 kWa, muestran que:

* Al trabajar con mezclas de biodiesel y ACPM los porcentajes de opacidad de humos aumentaban al incrementar el porcentaje de ACPM en la mezcla pero en ningún caso superan la opacidad que se tiene cuando la planta trabaja con ACPM.

* La temperatura de funcionamiento dela planta se eleva al trabajar con biodiesel sin llegar a niveles de falla por recalentamiento.

* A altas revoluciones la eficiencia y el consumo específico de combustible del motor tiende a ser la misma para los distintos tipos de mezclas.

* La potencia disminuye al utilizar biodiesel puro, pero al utilizar B20 (20% ACPM – 80% biodiesel) se alcanza a recuperar gran parte de lapotencia perdida.

El trabajo finaliza recomendando el uso de las mezclas de biodiesel y ACPM ya que la diferencia del precio del kW/h no es muy grande y en un futuro se nivelarían los costos de los combustibles.

1 INTRODUCCIÓN

El biodiesel se ha introducido en la industria automotriz como un combustible alternativo cuyos productos de combustión contaminan mucho menos que los combustiblesconvencionales, sin embargo los motores al utilizar biodiesel experimentan una pérdida de potencia.

En el presente trabajo se enumeran las principales ventajas y desventajas de los motores al utilizar biodiesel y concretamente se busca analizar el desempeño de los motores al utilizar biodiesel y mezclas de biodiesel y ACPM a diferentes porcentajes. Para lograr este objetivo general se realizaronlas siguientes actividades:

* Mediante revisión bibliográfica, documentar ventajas y desventajas del uso del biodiesel como combustible vehicular; también documentar el proceso de obtención del biodiesel.

* Explorar analiíticamente el efecto de la potencia y las emisiones de los motores al utrilizar biodiesel.

* Validar experimentalmente los resultados obtenidos elelnumeral anterior.

1.1 Lista de símbolos

 Relación de aire combustible relativa
 Eficiencia del motor
G Eficiencia del generador
t Rendimiento térmico
v Rendimiento volumétrico
$/kW-h Costo de kW-h
AFR Relación aire combustible actual o real
AFRs Relación aire combustible estequiometrica
cc Cilindrada del motor (cm3)
Precio del combustible por flujovolumétrico estándar de combustible ($/h)
CCOMB Consumo de combustible
I Corriente
Ka Relación de calores específicos del aire
Kf Relación de calores específicos del combustible
Km Relación de calores específicos de la mezcla
LHV Poder calorífico inferior
LHVV Poder calorífico inferior volumétrico
mm Rata de masa de la mezcla que ingresa al motor
N Revoluciones porminuto del motor (rpm)
P Potencia
pi Presión a la que ingresa la mezcla al motor
PMAX Son los valores máximos de potencia entregados en cada caso por el motor de la planta eléctrica al trabajar con ACPM o Biodiesel
po Presión ambiente
Q Calor especifico
Ra Constante del aire
rc Relación de compresión
Rf Constante del combustible
Rm Constante de la mezcla
Ti...
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