Vol. 7, No 16, p. 717-726 - 31 ago. 2020
Correlaçã;o empírica para viscosidade cinemática de biodiesel de fontes diversas e suas misturas com o diesel
Paulo Gabriel Ferreira de Azevedo
,
Ivan Costa da Silva ,
Cláudia Teresa Teles Farias e
Luiz Antonio Pimentel Cavalcanti Resumo
O biodiesel é um combustível oriundo de uma matriz energética renovável e destaca-se como substituto do diesel petrolífero, já que o uso exagerado do último têm gerado consequências ambientais graves. Para o desempenho adequado do motor, o conhecimento das propriedades fluidodinâmicas do combustível é importante, o que torna viável o uso de modelos matemáticos para predição dessas propriedades. Portanto, o presente trabalho teve por objetivo propor e analisar estatisticamente um modelo para predição da viscosidade cinemática dos biodiesel de algodão (B100-A), soja (B100-S) e sebo bovino (B100-SB), e suas misturas BX nas proporções de 5%, 10%, 20%, 30%, 40% e 50% de biodiesel, na faixa de temperatura entre 293,15 K e 363,15 K, com intervalos de 10 K. O modelo foi proposto através da análise dos dados experimentais e os parâmetros do modelo foram obtidos através da aplicação da regressão não linear desses dados, através do aplicativo Curve Fitting, do Matlab. Foram gerados parâmetros distintos para cada tipo de biodiesel, com coeficiente de determinação mínimo de 0,993. Superfícies modeladas que relacionam a viscosidade cinemática em função da temperatura e fração de biodiesel foram plotadas e estudadas. O erro máximo encontrado foi de 1,2338% e se mostrou aceitável frente a resultados de trabalhos semelhantes. As análises de resíduos indicaram que o modelo não se mostrou tendencioso em nenhum caso estudado. O teste de aderência de modelos assegurou a validade estatística do modelo nos três conjuntos de dados avaliados no trabalho. Esses resultados indicam que o modelo proposto mostrou-se satisfatoriamente capaz de predizer os valores da viscosidade cinemática dos biodiesel estudados, no intervalo de temperatura analisado.
Palavras-chave
Biodiesel; Modelos preditivos; Viscosidade.
Abstract
Empirical correlation for kinematic viscosity of biodiesel from different sources and their mixtures
with diesel. Biodiesel is fuel from a renewable energy source and stands out as a substitute for
petroleum diesel. For suitable engine performance, it is important to know the fluid dynamic properties
of fuel, which makes it viable to use mathematical models that predict these properties. Therefore,
this work aims to propose and statistically analyze a model for predicting the kinematic viscosity of
cotton (B100-A), soybean (B100-S) and beef tallow (B100-SB) biodiesel and their blends, in the proportion
of 5%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50% biodiesel, in the temperature range of 293.15 K to 363.15 K, in 10 K
intervals. The model was proposed through the analysis of experimental data and the model parameters were
obtained through the application of nonlinear regression of this data, using the Curve Fitting application,
from Matlab. Differents parameters were generated for each type of biodiesel, with a minimum determination
coefficient of 0.993. Modeled surfaces that relate the kinematic viscosity as a function of temperature
and biodiesel fraction were plotted and studied. The maximum error observed was 1.223% and proved to be
acceptable in view of the results of similar studies. Residual analyzes indicated that the model showed
no tendency in any of the cases studied. The adherence test of the models ensured the statistical
validation of the model in the three cases studied. These results indicate that the proposed model
proved to be satisfactorily capable of predicting the kinematic viscosity values of the studied biodiesel,
in the temperature range analyzed.
Keywords
Biodiesel; Predictive models; Viscosity.
DOI
10.21438/rbgas(2020)071618
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