Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio Trabajo Fin de Grado Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio Grado en ingeniería aeroespacial Nombre del tutor: García Oliver, José María Nombre del autor: Choi Choi, Moisés Curso académico: 2016-2017

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio Índice Introducción Metodología con DICOM. Sprays C y D. Resultados. Calibración Resultados. Estudio paramétrico. 6. Conclusiones. 7. Presupuesto. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 1. Introducción 1.1. Motivación: Normativas sobre la reducción de las emisiones contaminantes en MCIA. Comparación entre el CFD y el modelo unidimensional del chorro en condiciones de motor Diesel. Validación de los resultados experimentales mediante la calibración. Capacidad del modelo para evaluar la mezcla en el chorro con diferentes diseños de inyectores. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 1. Introducción 1.2. Objetivos: Establecer un método de calibración de un modelo de chorro unidimensional. Estudiar el comportamiento de un conjunto de inyectores variando distintos parámetros de operación. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

3. Sprays C y D. Inyectores mono-orifico de la Engine Combustion Network Diámetro nominal de los inyectores SC 200 μm 210003 SD 186 μm  209103 Condiciones de referencia del los inyectores C y D Temperatura ambiente del aire 900K Presión del aire 6 MPa Densidad del aire 22.8 kg/m3 Fracción molar del oxígeno 15% O2 reactivo/ 0% inerte. Presión de inyección 150MPa Duración de inyección 1.5 ms Temperatura del combustible 363K (90ºC) Combustible n-dodecano Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 2. Metodología con DICOM. Se considera simetría axial del flujo. Se asume un flujo turbulento totalmente desarrollado. Se asume un flujo localmente homogéneo. Se asume una distribución radial Gaussiana. La presión se considera constante a lo largo de todo el spray. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 2. Metodología con DICOM. Datos de entrada: Numérico. Morfología. Tasa de inyección. Ley de la mezcla. Datos de salida: Evolución temporal de los resultados. Cálculos de las relaciones de estado. DICOM Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 4. Resultados. Calibración. L Θ1 Θ2 Parámetros inyector A: Θ1 = 15.75 º Θ2 = 25.5 º L = 0.015m DICOM ¿Diferencias? Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 4. Resultados. Calibración. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 4. Resultados. Calibración. L Θ1 Θ2 Parámetros inyector A: Θ1 = 15.75 º Θ2 = 25.5 º L = 0.015m DICOM ¿Diferencias? SI DICOM ¿Diferencias? Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 4. Resultados. Calibración. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 4. Resultados. Calibración. L Θ1 Θ2 Parámetros inyector A: Θ1 = 15.75 º Θ2 = 25.5 º L = 0.015m DICOM ¿Diferencias? SI DICOM ¿Diferencias? Barrido de θ1: 10 º - 20 º SI DICOM ¿Diferencias? Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 4. Resultados. Calibración. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 4. Resultados. Calibración. L Θ1 Θ2 Parámetros inyector A: Θ1 = 15.75 º Θ2 = 25.5 º L = 0.015m DICOM ¿Diferencias? SI DICOM ¿Diferencias? Barrido de θ1: 10 º - 20 º SI DICOM ¿Diferencias? Barrido de θ2: 20 º - 30 º SI DICOM ¿Diferencias? Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 4. Resultados. Calibración. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 4. Resultados. Calibración. L Θ1 Θ2 SC 0.0333m 17.15º 23.45º SD 0.031 m 17.05º 24.10º Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 5. Resultados. Estudio paramétrico. Condiciones inertes. Resultados. Influencia de la densidad de la cámara. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 5. Resultados. Estudio paramétrico. Condiciones inertes. Resultados. Influencia de la presión de inyección. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 5. Resultados. Estudio paramétrico. Condiciones reactivas. Resultados. Influencia de la presión de inyección en la cámara. Influencia de la cantidad de oxígeno en la cámara. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio 6. Conclusiones. Se ha establecido una metodología de calibración, ajustando el modelo a la penetración de vapor y líquido. En el caso inerte, se ha analizado la influencia de la presión de inyección y la densidad de la cámara. Para el caso reactivo, se ha analizado la influencia de la presión de inyección y la cantidad de oxígeno. Trabajo futuro: una combustión con una reacción con más etapas. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

7. Presupuesto. Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio Concepto Precio por hora (€/h) Horas (h) Importe (€) Alumno 12.9 300 3870 Ingeniero asistente 19.58 180 3524.4 Ingeniero tutor 28.38 80 2270.4 Licencias 2200 (€) --- 2200 Presupuesto total 11664.80 Presupuesto de Ejecución Material 11664.8 € Beneficio industrial (6%) 700.07 € Presupuesto de inversión 14459.11 € IVA (21%) 3036.41 € Presupuesto Base de Licitación 15401.28 € Modelado 1D de chorros Diesel en toberas mono-orificio

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