Análisis de la evolución de chorros de combustibles renovables en motores de encendido por compresión mediante la aplicación del modelado CFD

Abstract

[ES] El uso de combustibles líquidos de origen renovable en motores de combustión es un ámbito de gran actividad actual en el sector del transporte, especialmente en aplicaciones en las que la autonomía del vehículo juega un papel decisivo. Se trata de combustibles obtenidos por algún proceso de síntesis químico que utiliza como una de sus sustancias de partida el hidrógeno. Este último puede ser producido a partir de hidrólisis del agua utilizando electricidad de origen potencialmente renovable.

En el caso de las aplicaciones de motor, es fundamental conocer los cambios que ocurren en el proceso de combustión al pasar a un combustible de estas características. Este trabajo pretende aplicar la dinámica de fluidos computacional (CFD) para evaluar cómo se desarrolla el proceso de mezcla y encendido de un combustible de origen renovable en condiciones típicas de funcionamiento de un motor de encendido por compresión. El alumno configurará y lanzará cálculos y realizará el post-procesado de una serie de casos con diferentes condiciones de funcionamiento, con el fin de evaluar los cambios en el encendido y la estructura de llama. Los resultados del modelo se compararán con medidas experimentales, con el fin de analizar la capacidad predictiva del modelo.

[EN] The use of liquid fuels of renewable origin in combustion engines is an area of great current activity in the transport sector, especially in applications where vehicle autonomy plays a decisive role. These are fuels obtained by a chemical synthesis process using hydrogen as one of the starting substances. Hydrogen can be produced by hydrolysis of water using electricity of potentially renewable origin.

In the case of engine applications, it is essential to know the changes that occur in the combustion process when switching to such a fuel. This work aims to apply computational fluid dynamics (CFD) to evaluate how the mixing and ignition process of a fuel of renewable origin develops under typical operating conditions of a compression ignition engine. The student will set up and launch calculations and perform post-processing of a series of cases with different operating conditions, in order to evaluate changes in ignition and flame structure. The model results will be compared with experimental measurements in order to analyse the predictive capability of the model.