Modelado 1D del autoencendido de un chorro en condiciones de motor

Abstract

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[ES] El sector de la automoción es uno de los campos de la ingeniería que más avances ha sufrido en el último siglo. Sin embargo, también es uno de los sectores que más ha sido castigado por la reciente crisis económica. No obstante, en los últimos tiempos, parece ser que este sector da muestras de recuperación, lo que incentiva la investigación, y por ende la constante evolución, de los diferentes campos que abarca el citado sector, especialmente en el ámbito de los motores. Además de todo lo mencionado anteriormente, la investigación en este campo se ve impulsada por todas las normativas referidas a la reducción de emisiones contaminantes y a la conciencia social que se está formando relativo a estas. Los motores más utilizados en el sector de la automoción son los M.C.I.A. (Motores de Combustión Interna Alternativos). Dentro del ámbito de estos se encuentran los Motores de Encendido por Compresión (M.E.C.), comúnmente conocidos como motores Diesel, cuyas bondades son su bajo consumo específico y su alto rendimiento. Cabe destacar que uno de los procesos críticos de este tipo de motores es el de inyección-combustión, del cual se han realizado innumerables estudios. Este aspecto cobra especial importancia en el marco de la electrónica del motor, con la que se busca a partir de la precisión temporal de la inyección la optimización de liberación de energía durante el ciclo de combustión del motor. El presente proyecto tendrá su base en los innumerables estudios precedentes relativos a los procesos críticos previamente mencionados en los Motores de Encendido por Compresión. A su vez, dicho proyecto se basará en modelos matemáticos, conjunto de ecuaciones que predicen el comportamiento termodinámico del chorro inyectado en las condiciones ambientes. El citado modelo estará implementado mediante código de programación en lenguaje C++. Todo lo mencionado anteriormente sirve como punto de partida de este proyecto, cuyos objetivos principales se citarán a continuación:  Implementación de cambios en el código existente que permitan trabajar al programa en condiciones de cinética química mediante un “solver” químico externo. La cinética química puede entenderse como el estudio de la rapidez de las reacciones químicas. Mediante dicha implementación se podrá observar el comportamiento termodinámico del chorro inyectado en evolución temporal durante el proceso de combustión.  Comparación de nuevos mecanismos de combustión. La versión anterior del código era muy rígida en cuanto a mecanismos de combustión. Esta nueva versión permitirá al usuario del programa introducir un mecanismo de combustión de su elección para calcular casos en cinética química.  Validación del modelo. Se analizarán los resultados obtenidos con el modelo y se compararán con resultados experimentales provenientes de ensayos realizados en distintos laboratorios.  Obtención del título de Ingeniero Industrial en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Valencia, ya que este documento supone el Proyecto Fin de Carrera del autor.