Diseño de EGR sintético y estudio, mediante simulación, de la validez de sus distintas simplificaciones en relación a la obtención de tiempos de retraso para isoctano y n-heptano

Abstract

[EN] A method to create synthetic mixtures which simulate the EGR of an internal combustion engine, using O2, N2, CO2, H2O and Ar, has been designed. Different simplifications of this synthetic EGR have been validated in order to reproduce ignition delays. To do this, a parametric study has been carried out in CHEMKIN. The ignition delay of each simplified mixture and the ignition delay of the complete mixture have been simulated for different pressures, temperatures, equivalence ratios and mass fractions of oxygen. The results obtained with each simplification have been compared with the results obtained with the complete synthetic EGR, the errors in ignition delay have been calculated. The behavior of the errors in ignition delay with the variation of the different parameters of the simulations has been studied. It can be seen that the relative error, in outline, increases with the temperature and decreases with the pressure, the equivalence ratio and the mass fraction of oxygen. Finally, the limit mass fractions of oxygen for the use of each simplification have been obtained. We concluded that only Ar can be obviated to keep the error in ignition delay under the 1%.

[ES] Se ha diseñado un método para crear mezclas sintéticas que simulen el EGR de un motor de combustión interna alternativo, a partir de O2, N2, CO2, H2O y Ar. Se ha comprobado la validez de distintas simplificaciones de ese EGR sintético para reproducir tiempos de retraso. Para ello se ha realizado un estudio paramétrico en CHEMKIN, simulando el tiempo de retraso de cada mezcla simplificada y de la real para distintas presiones, temperaturas, dosados relativos y fracciones másicas de oxígeno. Se han comparado los resultados entre cada simplificación y el EGR sintético completo calculando los errores en tiempo de retraso. Se han estudiado las tendencias del error en tiempo de retraso con los distintos parámetros de las simulaciones. Se observa que el error relativo, a grandes rasgos, crece con la temperatura, y decrece con la presión, con el dosado relativo y con la fracción másica de oxígeno. Finalmente se han obtenido las fracciones másicas de oxígeno límites para cada mezcla simplificada, llegando a la conclusión de que la única especie que se puede obviar si se quiere mantener el error a menos del 1% es el Ar.