Análise térmica para uma câmara de combustão de uma bancada experimental para avaliação de desgaste em válvulas e sedes de válvulas automotivas, submetidas a ensaios em alta temperatura

Abstract

Este artigo apresenta uma análise térmica da câmara de combustão para uma bancada experimental para análise de desgaste de válvulas e sedes de válvulas automotivas, submetidos a testes em altas temperaturas. Foram realizados cálculos para viabilizar a operação dos testes com temperaturas de até 1.000 ºC. Para isso, é apresentada conceituação analítica para cálculo de fluxo de calor dentro da câmara de combustão e são comparados os resultados dos cálculos analíticos com a simulação numérica, realizada com o software ANSYS. As válvulas de exaustão são as mais exigidas em função da temperatura de operação. Para que funcionem conforme o rigor de operação com uma queima limpa e baixa emissão de poluentes é necessária aplicação de materiais especiais. Temperaturas extremas dos gases de escapamento, crescentes aumentos das velocidades das válvulas e altas pressões são apenas alguns dos parâmetros que ocasionam desgaste nas válvulas. Os materiais usados na sua produção devem ser caracterizados por boa trabalhabilidade, baixo desgaste, boa resistência mecânica e de fadiga e boa resistência a corrosão em altas temperaturas. Ao final é apresentado a arquitetura do sistema e a bancada final, desenvolvida para os testes dos componentes em alta temperatura.