A bancada experimental junto com os dois tipos de injetores dimensionados anteriormente foram montados e construídos, respectivamente com auxílio financeiro do projeto CNPq proc. N° 442050/2014-3 coordenado pelo orientador da presente dissertação. (CORONADO R., 2016)
A montagem da bancada, mostrada na Figura 6. 1, apresenta os principais componentes sinalizados mediante números, esta é mostrada na fotografia da Figura 6. 2. A bancada ainda não possui o sistema de exaustão de pluma (inversor e compressor) que serve para retirar o combustível pulverizado evitando a contaminação do ambiente durantes os testes.
Figura 6. 2 Bancada experimental construída.
Esta bancada tem a facilidade de permitir trabalhar com dos líquidos combustíveis, já que possui dois depósitos permitindo a utilização de um dos depósitos enquanto é feita a limpeza do outro depósito, porque são dois depósitos independentes, não recomendando-se o uso dos dois ao mesmo tempo, devido à complexidade do controle nesta situação. Nesta bancada foram utilizados os seguintes componentes:
a. 02 cilindros de gases, estes dois cilindros contém os dois gases pressurizados utilizados para os testes nesta bancada, e são um dos principais componentes desta. O primeiro, o Nitrogênio, gás inerte, que fornece a pressurização ao combustível líquido e o segundo cilindro, que fornece o ar para a combustão, os dois são mostrados na Figura 6. 3.
Figura 6. 3 Cilindros de Nitrogênio (esquerda) e ar puro (direita).
b. 02 válvulas de posto de aço inoxidável VALMIG PCGE, são as válvulas utilizadas para regular a pressão dos cilindros A e B da Figura 6. 1, e com isso fixar a pressão no líquido combustível junto com a pressão do ar de atomização. As válvulas são mostradas na Figura 6. 4.
Figura 6. 4 Válvulas de posto na bancada.
c. 01 Rack de piso Hi top 19”- 44U-600mm, que é a estrutura que dá suporte a todos os equipamentos que serão colocados na bancada, ele consta de dois paineis laterais e duas
portas de vidro ambas removíveis, para uma fácil operação e montagem da bancada. Vide Figura 6.2.
d. 02 Depósitos de combustível cilíndricos com visor indicador de nível, que foram construídos especialmente de uma peça só para ter maior resistência à pressão, eles são de aço inoxidável e a configuração é mostrada na Figura 6. 5, e na Figura 6. 1 estão representados mediante as letras C e D, respetivamente. Os depósitos têm uma linha de subministro de combustível que precisa de uma quantidade mínima de combustível dentro do depósito devido a sua geometria. A geometria dos depósitos permite a decantação de partículas no fundo do depósito, onde encontra-se a válvula de purga.
Figura 6. 6 Tanques de combustível na bancada.
e. 05 Válvulas abre-fecha, para cada cilindro de combustível, estas válvulas são usadas para o controle dos depósitos de combustíveis. Onde a linha 1 da Figura 6. 5, fornece a pressão a todo o sistema mediante o Nitrogênio comprimido.
A válvula 2 contém um pescador que vai até o fundo do tanque, que permite levar o líquido combustível até o injetor.
A válvula 3, é utilizada para recargar o combustível.
A válvula 4 é uma válvula de alívio, que permite a descompressão dos depósitos para as diferentes manobras a realizar.
f. 01 Compressor centrifugo, o compressor centrífugo é a encarregado de tirar a pluma gerada pelo injetor, e evitar assim a formação de uma nuvem contaminante de combustível dentro do laboratório.
Figura 6. 7 Compressor de limpeza de pluma.
g. Válvulas agulha de regulação de vazão, estas válvulas estão sinalizadas com as letras F e J, onde a válvula F está inclusa no medidor de vazão de líquido, estes medidores tem a função de regular a vazão dos fluidos e com isto manter uma GLR constante. h. 01 Rotâmetro de 200 ml/min com válvula reguladora de tipo agulha, é o medidor
da vazão do líquido combustível, tem uma válvula tipo agulha, que permite regular a quantidade da vazão. Neste estudo se trabalhou também com um rotâmetro de 500 ml/min, tendo que ser calibrado cada um destes rotâmetros para cada líquido de trabalho. Na Figura 6. 1 está representada pela letra G e F como foi mencionado no texto anterior.
i. 01 Medidor de vazão de ar GFM AALBORG. Sinalizado com a letra K, tem como função medir a quantidade de ar na linha, vazão que foi regulada antes, na válvula agulha o sensor é mostrado na Figura 6. 8.
j. 04 indicadores universais N1540. São os transdutores que permitem visualizar as medidas dos sensores de temperatura e pressão. Estes sensores (Figura 6. 9) permitem a coleta de dados no computador, e comunicação com outros tipos de interfaces.
Figura 6. 9 Compressor de limpeza de pluma.
k. 02 Sensores de pressão relativa Huba Control tipo 520. Eles estão na linha de ar e líquido e medem a pressão naquelas linhas, que depois são mostrados nos indicadores universais, este sensor é mostrado na Figura 6. 10 e no diagrama da Figura 6. 1 são sinalizados com as letras H e L.
l. 01 Termopar tipo K, mede a temperatura do líquido combustível na entrada do injetor, e é mostrado na Figura 6. 1 com a letra I.
m. 01 Inversor CFW08 220V 0026S2024PSZ 0,5 CV STD, é o aparelho eletrônico que permite o controle do compressor centrifugo.
n. Tubulações de aço inoxidável de 1/8”, são utilizadas na construção das linhas na bancada, elas são mostradas na Figura 6. 11.
o. Conexões, curvas e T de aço inoxidável, junto com as tubulações são usadas em todas as conexões entre os componentes da bancada, detalhe que também é mostrado na Figura 6. 11.
p. 01 Válvula abre-fecha, está válvula regula o ar que saí do cilindro B e que fecha toda a linha de ar, junto com a válvula de posto, é nomeada com a letra E na Figura 6. 1.
Figura 6. 10 Sensor de pressão.
No processo de construção a primeira parte foi o processo de colocação do sistema de linhas de combustível e gás, isso foi feito escolhendo a posição dos equipamentos no rack, assim como a posição dos indicadores e sensores. Por esta razão a disposição dos equipamentos foi decidida para uma fácil manipulação dentro do espaço disponível, cuidando a não interferência de um com outro, e espaço para possíveis alterações a futuro (sistema de ar auxiliar, sistema de aquecimento de combustível, etc.)
Em primeiro lugar se procedeu a colocar os indicadores digitais na parte superior do rack, para uma melhor visualização das medidas, a continuação, foram colocadas as válvulas de posto que regulam a pressão dos cilindros e ligadas respetivamente ao depósito de combustível e à linha de ar. Para isto foi preciso colocar na posição final os dois depósitos de combustível, com suas respectivas válvulas de manobra (detalhe mostrado na Figura 6. 5). Foi concluída a linha de ar com a colocação de uma válvula esfera abre-fecha, o sensor de vazão, a válvula agulha, sensor de pressão, e depois um conector que permite colocar o injetor ao final da linha.
A linha de combustível também foi finalizada com a colocação do rotâmetro com válvula agulha inclusa, um sensor de pressão e um sensor de temperatura (vide Figura 6. 12 e Figura 6. 13)
Figura 6. 11 conexões das tubulações com os depósitos e os sensores.
Figura 6. 12 Bancada vista posterior, com as linhas de combustível, e ar finalizadas, além do compressor e os indicadores.
Em segundo lugar, foi colocado o sistema elétrico que inclui subministro de energia ao inversor de corrente, compressor e aos sensores e indicadores, mediante uma fonte pequena de 24V.
Figura 6. 13 Bancada, vista frontal, com as válvulas de posto, rotâmetro, medidor de vazão de ar, válvulas agulha, válvulas esfera abre-fecha inversor de corrente e os indicadores.