Desarrollo y validación de un modelo predictivo del comportamiento mecánico y termodinámico de una máquina de compresión rápida

Abstract

[ES] El estudio del proceso de combustion ha cobrado en los ultimos tiempos especial importancia. Para su estudio, ademas de herramientas de naturaleza teorica y computacional, se utilizan instalaciones experimentales, entre ellas podemos destacar las Maquinas de Compresion Rapida (RCM). El trabajo desarrollado en el presente documento tiene como objetivo el estudio y modelado de la evolucion de las condiciones termodinamicas en el interior de la maquina de compresion rapida. La evolucion de las propiedades termodinamicas dentro de la maquina se han determinado a traves de la realizacion de un modelo termodinamico 0D, acoplado al movimiento mecanico de los distintos pistones que la componen. Este modelo se ha implementado con ayuda de MATLAB, en una interfaz grafi ca que permite determinar facilmente el comportamiento de la maquina de compresion rapida, ademas de ayudar a determinar cuales deberan ser los parametros de entrada de la maquina cuando queramos alcanzar unas condiciones finales dadas. Finalmente, utilizando una serie de ensayos, se ha realizado un ajuste del modelo a datos experimentales, tras el cual se procede a validar el modelo utilizando distintas condiciones de ensayo.

[EN] The study of combustion process has taken in the past years special importance. For its study, besides theoretical and computational nature tools, experimental facilities are used, among which we can highlight the Rapid Compression Machines (RCM). The work developed in the following document has as objective the study and modeling of thermodynamic evolution conditions inside the Rapid Compression Machine. The evolution of thermodynamical properties inside the machine has been determined through the development of a 0D thermodynamic model, coupled to the mechanical displacement of each piston that compose it. This model has been implemented with the help of MATLAB, developing a Graphical User Interface which allows us to determine easily the behaviour of the RCM, as well as helping to determine which should be the input parameters of the machine in order to achieve some given nal conditions. Finally, using a set of experiments, an adjustment of the model to experimental data has been made, after which we proceed to validate the model using di erent test conditions.