Cycle assessment of performance, specific fuel consumption and pollutant emissions of a four-stroke spark ignition ethanol fuelled engine

Abstract

O objetivo desta tese de mestrado é melhorar a compreensão do funcionamento e operação dos Motores de Combustão Interna (MCI) pelo profissional do setor de energia. O resultado deste trabalho é um programa computacional capaz de simular a operação de um motor de combustão interna e prever a sua potência e consumo específico de combustível bem como a emissão de gases de efeito de estufa. O utilizador do programa apenas terá de introduzir especificações básicas sobre o MCI para obter resultados concretos e fiáveis em um curto intervalo de tempo. A tese começa por introduzir os MCI e explicar a sua relevância, tanto a nível global como a curto, médio e longo prazo. De seguida, o modo de operação dos MCI é sucintamente descrito e os seus parâmetros principais identificados. Um modelo matemático baseado nos princípios físicos e químicos que regem o funcionamento do MCI é então construído e resolvido através de um programa de computador. O detalhe e o rigor da metodologia envolvida tanto na modelação matemática como na construção e execução do programa de computador servem como validação dos mesmos. Por último um conjunto de resultados é apresentado, interpretado e discutido. . . . . . . . . .

The purpose of this master’s thesis is to improve the understanding of the function and operation of the Internal Combustion Engine (ICE) by the energy sector professional. The outcome of this work is a computer program capable of simulating ICE operation and predict its power output and specific fuel consumption as well as its Green House Gas emissions. The program user will only have to introduce basic ICE information to obtain concrete and reliable results in a narrow time span.The thesis starts by introducing ICE’s and explaining their relevance on a global scale as well as over short, medium and long term. Next ICE operation is succinctly described, and its main parameters identified. A mathematical model based on ICE physical and chemical working principles is constructed and solved through a computer program. The detail and thoroughness involved in the mathematical modelling, the programming and computation serve as model and computer program validation. Finally, a set of results from the program is presented, interpreted, and discussed. . . . .