Avaliação da Injeção de Combustível em Geradores Estacionários: Uma Análise CFD do Comportamento do Diesel e Biodiesel
O emprego de geradores estacionários a diesel tem sido, em muitos casos, essencial para a segurança energética. Por outro lado, existe uma preocupação ambiental, o que tem impulsionado a busca por alternativas mais sustentáveis. Nesse sentido, o biodiesel surge como uma opção renovável, porém suas propriedades físico-químicas, como maior viscosidade, impõem desafios técnicos ao processo de injeção e combustão quando comparado ao diesel convencional. Assim, o presente trabalho tem como objetivo principal realizar uma análise comparativa, por meio de simulação computacional, da dispersão e atomização do diesel e do biodiesel em bicos injetores de geradores estacionários. A pesquisa visa avaliar a eficiência de queima do biocombustível e fornecer uma base técnico-científica para a otimização de sistemas de injeção, contribuindo para a transição energética no setor de geração distribuída. A metodologia adotada foi baseada na Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), fundamentada no Método dos Elementos Finitos (MEF), para representar o escoamento multifásico e altamente turbulento no interior do bico injetor. Foi utilizado como referência um motor baseado nas especificações do gerador comercial CAT C2.2, com ênfase em seu sistema de injeção direta. O modelo numérico foi desenvolvido para simular fenômenos críticos, como o escoamento interno nos orifícios do injetor e a subsequente quebra primária do jato de combustível, que influencia diretamente a formação das gotículas e a homogeneidade da mistura ar–combustível. Por fim, a abordagem acoplada de simulação, que utilizou os resultados do escoamento interno para inicializar o modelo de spray externo, possibilitou investigar de forma integrada a influência da geometria do injetor e das propriedades físico-químicas de cada combustível sobre o comportamento global do spray. A avaliação foi realizada com base em parâmetros quantitativos como o ângulo de abertura do cone de spray, a penetração do jato e o diâmetro médio de Sauter (SMD) das gotículas.