Orientador: Rogério Gonçalves dos SantosDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Os fenômenos físicos que ocorrem nos sprays formados por injetores de combustível empregados em motores de combustão interna, têm sido amplamente estudados por pesquisadores do mundo inteiro. O interesse em estudar esses fenômenos advém da necessidade de reduzir a emissão de poluentes e o consumo de combustível, aumentar a eficiência de combustão do motor e analisar o comportamento dos diferentes combustíveis de nova geração que estão sendo inseridos no mercado. O processo de atomização que ocorre nos injetores de combustível apresenta forte relação com a posterior reação de combustão e, consequentemente, com a eficiência do motor, além de ter um papel fundamental na partida a frio dos motores. No presente trabalho, experimentos foram realizados com o objetivo de analisar a influência da temperatura e pressão de injeção e do tipo de fluido de teste nos parâmetros de atomização (características microscópicas) e nos ângulos do cone do spray (característica macroscópica) de injetores empregados em sistemas de injeção indireta. Etanol hidratado, gasolina comercial padrão tipo C e n-heptano foram usados como fluidos de testes. Três diferentes aparatos experimentais foram utilizados para a realização das medições, sendo que dois deles foram usados para a determinação das características microscópicas do spray. A técnica de diagnóstico óptico Analisador de Partículas por Efeito Doppler (PDPA) foi utilizada para medir a distribuição dos diâmetros e a componente axial da velocidade das gotas, enquanto que os ângulos do cone do spray foram determinados através de técnica fotográfica. As medições dos ângulos do cone do spray ocorreram a 100 mm do orifício de descarga do injetor com os fluidos de testes a temperatura ambiente e pressão de injeção constante. Os parâmetros de atomização foram determinados para três diferentes temperaturas dos fluidos de testes, duas pressões de injeção e em seis diferentes posições axiais do orifício de descarga. O resultado para os ângulos do cone do spray, mostraram que o etanol hidratado tem o ângulo de abertura entre dois jatos consecutivos ligeiramente maior comparado aos outros fluidos de testes. Para os parâmetros de atomização, os resultados indicaram que a distribuição das gotas tende a apresentar gotas com menores diâmetros e maiores velocidades ao se aumentar a temperatura dos fluidos de testes, assim como as pressões de injeção. Além disso, verificou-se que quanto mais distante do injetor, maior será o diâmetro das gotas e menor será a sua velocidade. O comparativo entre os fluidos de testes apresentou que o n-heptano tende a ter maiores velocidades de gotas, enquanto que a gasolina exibiu gotas com menores diâmetros para as condições de testes adotadasAbstract: The physical phenomena that occur in the spray formed by the fuel injectors used in internal combustion engines have been widely studied by researchers worldwide. The interest in studying these phenomena arises from the need to reduce pollutant emissions and fuel consumption, to increase the engine combustion efficiency and analyze the behavior of different new generation of fuel being placed on the market. The atomization process that occur in the fuel injector has a strong relationship with the subsequent combustion reaction and thus with the engine efficiency as well as having a key role in cold starting of the engine. In the present study, experiments were conducted in order to analyze the influence of temperature and injection pressure and the type of test fluid in the atomization parameters (microscopic characteristics) and the spray cone angle (macroscopic characteristic) of the injectors used in port fuel injection systems. Hydrous ethanol, Brazilian standard commercial gasoline type C and n-heptane were used as test fluids. Three different experimental apparatus were used for carrying out the measurements, two of which were used to determine the microscopic spray characteristics. The optical diagnostic technique known as Phase Doppler Particle Analyzer (PDPA) was used to measure the distribution of the diameters and the axial component of velocity of the droplets, while the spray cone angles were determined using photographic technique. Measurements of the spray cone angles occurred at 100 mm from the nozzle with the test fluid at room temperature and constant injection pressure. The atomization parameters were determined for three different temperatures of the test fluid, two injection pressures and six different axial distances of the nozzle. The result for the spray cone angles showed that hydrous ethanol has the angle between two consecutive jets slightly higher compared to the other test fluids. For the atomization parameters, results indicated that droplet distributions tend to droplets with smaller diameters and higher velocities to increase the temperature of the test fluid as well as injection pressures. Moreover, it was found that further the nozzle, the droplet diameter will be larger and its velocity will be lower. The comparison between the test fluids showed that n-heptane tends to have higher droplet velocities, while the gasoline droplets exhibited smaller diameters for the adopted test conditionsMestradoTermica e FluidosMestre em Engenharia Mecânica33003017CAPES