Desarrollo y aplicación de una metodología de calibración de un modelo unidimensional de un motor de combustión interna de automoción alimentado con amoniaco

Abstract

[ES] Las numerosas políticas anticontaminación cada vez más restrictivas han motivado la investigación de nuevos tipos de sistemas propulsivos que utilicen combustibles alternativos como fuente de energía. El gran objetivo de la Unión Europea (UE) es alcanzar la descarbonización total en el sector de los transportes ligeros por tanto la búsqueda de otros combustibles es clave. Las soluciones más atractivas de cara al largo plazo parecen ser el uso de hidrógeno y amoniaco, debido a que no generan CO2 en su combustión y que estos pueden ser quemados en motores convencionales que no requieren de grandes adaptaciones. En este proyecto se propone la aplicación de una metodología de calibración para obtener un modelo computacional de un motor de combustión interna alternativo (MCIA) que es alimentado con amoniaco. El objetivo principal es la obtención de un modelo fiable que permita predecir y comprender el funcionamiento del motor de amoniaco. La calibración del modelo se basa en la aplicación de correlaciones empíricas que sean capaces de predecir los fenómenos involucrados en el funcionamiento del motor, ya sea la combustión del amoniaco o los procesos de pérdidas de carga o transferencias de calor. Para conseguir esto, se debe combinar los ensayos experimentales con las simulaciones computacionales y comparando estos datos para asegurar que se reproduzca el funcionamiento del motor de manera fiable.

[EN] Numerous increasingly restrictive anti-pollution policies have prompted research into new types of propulsion systems that use alternative fuels as an energy source. The major objective of the European Union (EU) is to achieve total decarbonization in the light transport sector, so the search for alternative fuels is key. The most attractive solutions for the long term seem to be the use of hydrogen and ammonia, because they do not generate CO2 in their combustion and they can be burned in conventional engines that do not require major adaptations. This project proposes the application of a calibration methodology to obtain a computational model of an alternative internal combustion engine (MCIA) that is fueled with ammonia. The main objective is to obtain a reliable model to predict and understand the operation of the ammonia engine. The calibration of the model is based on the application of empirical correlations that are able to predict the phenomena involved in the engine operation, either the ammonia combustion or the processes of load losses or heat transfers. To achieve this, experimental tests must be combined with computational simulations and these data must be compared to ensure that the engine operation is reliably reproduced.