Determinação experimental de limites de inflamabilidade e temperatura de auto-ignição de petro e biocombustíveis em tubo de combustão

Abstract

Resumo: Ensaios experimentais para a determinacao de limites de inflamabilidade de vapores de diferentes combustiveis puros e em mistura foram realizados na presenca de ar como oxidante. Os experimentos foram conduzidos em um tubo de combustao construido em vidro e operando a pressao atmosferica. Nas extremidades opostas da camara cilindrica de combustao foram acoplados uma fonte de ignicao e um pre-misturador, utilizado para homogeneizacao da mistura comburente. Uma bomba peristaltica com controle de vazao e um soprador foram envolvidos no bombeamento dos combustiveis liquidos e de ar, respectivamente. As vazoes do unico combustivel gasoso utilizado nos ensaios (GLP) e de ar necessario para combustao foram determinadas com auxilio de um rotametro. Uma serpentina inserida em uma camara termicamente isolada, a temperaturas superiores a de ebulicao dos combustiveis liquidos a pressao atmosferica, foi empregada para vaporizacao destas especies quimicas. As fracoes volumetricas minimas e maximas de vapores de combustivel nas misturas gasosas que ocasionaram a formacao de uma chama estavel quando submetidas a ignicao definiram os limites inferiores e superiores de inflamabilidade dos combustiveis investigados, respectivamente. Os valores encontrados destes parametros para GLP, alcool etilico e acetona estao em acordo com os resultados reportados na literatura e corroboram a metodologia utilizada nos ensaios experimentais. As amostras de alcool anidro, gasolina e oleo diesel apresentaram os seguintes intervalos de inflamabilidade, respectivamente: 3,8 „b 0,05 % a 19,9 „b 0,3 %; 1,3 „b 0,02 % a 7,2 „b 0,3 %; 0,6 „b 0,01 % a 5,7 „b 0,04 %. Novamente, dados de diferentes fontes da literatura validam os resultados obtidos nesta investigacao. A adicao de biocombustiveis em petrocombustiveis demonstrou efeitos positivos analogos sobre os limites inferiores de inflamabilidade das misturas de alcool anidro-gasolina e biodiesel-oleo diesel. Entretanto, o limite superior da primeira mistura aumentou de forma aproximadamente linear quando o percentual de alcool anidro na gasolina foi variado de 0 a 25%, enquanto o mesmo parametro para a mistura biodiesel-oleo diesel decresceu de forma exponencial entre 0 a 50% de biodiesel. As temperaturas de auto-ignicao do bioetanol da mistura comercial B4 (4% de biodiesel no petrodiesel) foram experimentalmente determinadas. O efeito da temperatura sobre os limites de inflamabilidade deste ultimo combustivel tambem foi investigado.