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Depósitos da câmara de combustão são encontrados em praticamente todos os motores de combustão interna após algumas centenas de horas de operação. Os depósitos se formam nas superfícies do cilindro, pistão e cabeça que estão em contato com a mistura combustível-ar durante o ciclo do motor. Os efeitos dos depósitos incluem o aumento das emissões de NOx do motor, aumento da necessidade de octanas e alterações na velocidade da chama e eficiência térmica. É desenvolvida uma estrutura para examinar os processos físicos e químicos que contribuem para a formação de depósitos na câmara de combustão. Primeiramente, uma hipótese para o mecanismo geral de formação de depósitos é desenvolvida a partir de uma revisão de trabalhos anteriores sobre este assunto. As principais características deste mecanismo são a formação de espécies precursoras de depósito a partir do combustível e do ar, à medida que a chama se extingue na parede do motor, o transporte difusor e convectivo destas espécies para a parede e a condensação ou adsorção na superfície da parede. O sistema experimental e a metodologia desenvolvida neste trabalho têm como objectivo proporcionar uma visão das interacções entre estes processos e, em particular, estudar os mecanismos químicos que contribuem para a formação de espécies precursoras de depósitos. Um queimador de chama plana de baixa pressão refrigerada é utilizado para produzir chamas de ar propano em estado estável dopadas com tolueno, uma espécie conhecida de formação de depósito.

(cont.) Os perfis de concentrações e temperatura são medidos usando espectroscopia infravermelha e técnicas de cromatografia de gás. Em conjunto com os experimentos, é desenvolvido um modelo numérico unidimensional, capaz de simular a extinção de chamas com deposição em uma gama de condições que vai desde experimentos com queimadores de baixa pressão e estado estacionário até condições de motores de alta pressão e transientes rápidos, usando mecanismos químicos de formação de precursores que podem ser determinados experimentalmente. A modelagem da deposição com mecanismos químicos simplificados revela que a deposição por condensação pode reproduzir as tendências observadas em experimentos de outros pesquisadores; entretanto, a adsorção ainda pode ser um fator contribuinte. Observações experimentais de chamas de tolueno mostram a formação de compostos oxigenados, como benzaldeído e benzofurano, que são provavelmente candidatos a precursores de depósito. A metodologia desenvolvida nesta tese mostra promessa para determinar as identidades dos precursores de depósito e mecanismos de formação de componentes importantes do combustível, e para esclarecer o papel dos processos em fase gasosa na formação de depósitos em câmara de combustão.

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