Energy and Exergy Analysis in a Centrifugal Pump Driven by a Diesel Engine Using Soybean Biodiesel and Mixtures with Diesel

Análisis de energía y exergía en una bomba centrífuga accionada por un motor diésel con biodiésel de soja y mezclas con diésel

El biodiésel de soja y las mezclas con gasóleo se utilizan como combustible en un motor diésel que acciona una bomba centrífuga. La tasa de trabajo útil de consumo, la tasa de trabajo reversible y la eficiencia de la segunda ley de la termodinámica se calcularon mediante un análisis energético y exergético. El biodiesel de soja se produjo utilizando etanol en la proporción de 33% v/v y el catalizador NaOH (1%), obteniéndose un rendimiento del 90,63%. Los combustibles utilizados fueron diesel (B0); biodiesel de soja 25% y diesel 75% (B25); biodiesel de soja 50% y diesel 50% (B50); biodiesel de soja 75% y diesel 25% (B75) y biodiesel de soja (B100). Las propiedades densidad y viscosidad cinemática estaban dentro de los límites establecidos por la Agencia Nacional del Petróleo, Gas Natural y Biocombustibles.  Se obtuvo un valor de 39017 kJ.kg-1, para el mayor poder calorífico del biodiesel de soja (B100). Se obtuvo 32,05% de eficiencia máxima de la segunda ley, en el caso del biodiesel de soja, a la máxima velocidad de bombeo y a 9,2 m3/h. En el caso del combustible B50, se obtuvo un 29,78% de eficiencia máxima de la segunda ley cuando la bomba centrífuga funcionaba a 2733 rpm y a un caudal máximo.

INTRODUCCIÓN

Varios países han estado utilizando biodiesel para reemplazar los combustibles fósiles. El biodiesel se produce a partir de diferentes fuentes renovables como algodón, soja, ricino, girasol, coco y palma, además de sebo bovino y microalgas. Puede utilizarse en motores convencionales sin modificaciones, considerando que sus propiedades fisicoquímicas son similares a las del diésel. El uso de biodiesel en motores promueve la reducción de emisiones de material particulado y gases contaminantes (monóxido de carbono, óxidos de azufre e hidrocarburos), y también promueve el reciclaje de CO 2 (Pereira et al., 2017a, 2017b, 2014 , 2012 ) . , 2007; Demirbas, 2009 ; Fajardo et al., 2010 ).

La soja es uno de los cultivos más importantes de la agroindustria en todo el mundo. Es una materia prima que puede utilizarse para la extracción de petróleo y la producción de biocombustibles. El contenido de aceite de la soja (Glycine max L., Merrill) ronda el 25%.

El biodiesel puro de soja se ha utilizado en motores, así como en combinación con diésel ( Pereira et al., 2007 , 2011; Ozener et al., 2014 ), ya que su uso en la generación de energía contribuye a la sostenibilidad y la producción más limpia.