Tese Doutorado Edson JJ Souza UFPR Julho 2009 - PIPE ...

RESUMOEste trabalho trata do estudo de atomizadores mecânicos–centrífugos utilizados emsistemas de injeção eletrônica de combustíveis para motores de combustão interna.Foram estudados injetores para motores do tipo à centelha, que operam segundo ociclo termodinâmico OTTO. Através de uma abordagem teórico-experimental estudouseo fenômeno da atomização responsável pela geração do spray em injetores. Omecanismo de formação de sprays caracteriza-se pela turbulência, quebra das forçasde tensão superficial, formação de filmes instáveis, ligamentos, gotas e finalmentegotículas. À luz da mecânica de fluidos aplicada e da observação dos fenômenosenvolvidos em cada fase da atomização, buscaram-se correlações e modelosmatemáticos de predição das principais características do spray, especialmente odiâmetro estatístico das gotículas e seu campo de velocidades. A disponibilizaçãodessas ferramentas matemáticas é contribuição efetiva não somente à melhoriadesses dispositivos, mas também à simulação da vaporização do líquido e formaçãoda mistura carburada em motores. A literatura afirma a relação entre o desempenhodo sistema de injeção com a economia de combustível e a redução de emissõespoluentes. A abordagem se prima pela exploração da experimentação científica emque foram utilizadas técnicas qualitativas e quantitativas de medição do tamanho degotículas e sua velocidade. Além de técnicas fotográficas sofisticadas como a de altavelocidade, empregaram-se métodos de medição ópticos avançados a raios Lasercomo a velocimetria por efeito Doppler (LDV) e medição do diâmetro por diferença defase (PDPA). O planejamento de experimentos, bem como o tratamento de resultados,valeu-se do uso de métodos estatísticos de planejamento fatorial e regressão nãolinear.Finalmente apresentam-se as correlações como ferramentas de engenhariapara projeto e melhoria de injetores. Observou-se que nas correlações para o campode velocidades os parâmetros adimensionais mais importantes são respectivamenteos números de Euler, de Weber e Reynolds, nesta ordem. Finalmente apresenta-seuma análise da influência de cada parâmetro e a aplicabilidade das correlaçõespropostas.Palavras-chave: Injetor. Atomizador. Injeção eletrônica. Motor de combustão interna.Atomização.