Evoluci´on de la masa de combustible

Considerando los resultados obtenidos previamente, donde se evidencia de forma leve el efec- to de la viscosidad que involucra un incremento en el SMR y la disminuci´on del AS para las gotas presentes en el chorro de inyecci´on. A continuaci´on, se presenta de forma comparati- va los resultados obtenidos en las masas de combustible para condiciones est´andar Figura 5-30 y de Bogot´a Figura 5.3.3. La presentaci´on utilizada obedece a la misma con la que se

114 5 Resultados 0 5 10 15 20 25 30 35 Razon de LC [J/s] Max B0=(6grad,34J/s) Max B20=(5.5grad,31J/s) θ 10%−B0 =3 BO B20 −5 PMS 5 10 15 20 25 30 −20 0 20 θ [Grado] Diferencia [%]

Figura 5-29.: Velocidad de LC en condiciones de Bogot´a.

plante´o la hip´otesis inicial. De esta forma se busca un contraste puntual entre lo supuesto bas´andose en la revisi´on bibliogr´afica y lo obtenido mediante el modelo propuesto.

0 0.5 1 1.5 2x 10 −5 θ B0−10% =2.33 masa [kg] A.B0 m iny m vap m_que −5 0 PMS 5 10 0.5 1 1.5 2x 10 −5 θB20−10% =2.33 B.B20 θ [Grado] masa [kg]

Figura 5-30.: Evoluci´on de la masa de combustible para condiciones Est´andar Los resultados obtenidos en condiciones est´andar muestran que acorde con la din´amica plan-

5.3 Resultados con mezclas de biodiesel 115 0 0.5 1 1.5 2x 10 −5 θB0−10% =3 masa [kg] A.B0 −5 0 PMS 5 10 0.5 1 1.5 2x 10 −5 θB20−10% =2.75 B.B20 θ [Grado] masa [kg] m_iny m vap m_que

Figura 5-31.: Evoluci´on de la masa de combustible para condiciones de Bogot´a.

teada inicialmente, la viscosidad disminuye levemente la cantidad de masa evaporada y quemada en los instantes iniciales de la combusti´on (< P MS). Hecho que se evidencia en especial en el cruce de las curvas de ME y MQ con la vertical del PMS (Figura 5-30). El cual se presenta en valores inferiores para el B20. Posterior a este punto, considerando el intervalo entre PMS a +10P M S; y en especial el cruce con las verticales de +5P M S y +10P M S,

se observa un incremento leve en la ME para el B20, que no se acompa˜na de un aumento en la MQ. Este hecho, evidencia la posibilidad de un factor adicional a la disponibilidad de combustible evaporado que tiene influencia en el quemado de la masa de combustible. Por otra parte, en condiciones de Bogot´a (Figura 5.3.3) se observa en los 3 puntos defini- dos como referencia en el p´arrafo anterior, las masas de combustible ME y MQ tienen un comportamiento diferente al mostrado en condiciones est´andar. Esto es, mientras que para condiciones est´andar, se observa mayor cantidad de combustible evaporado y quemado para el B0 al final del primer intervalo; en condiciones de Bogot´a para este punto, se observa mayor cantidad de combustible evaporado y quemado para el B20. Situaci´on que se presenta de igual forma, en el cruce con la vertical de +5P M S.

Un factor adicional que se observa es como al final del intervalo mostrado (+10P M S) las cur-

vas ME y MQ, aparentemente presentan valores similares en el cruce con dicha vertical para los dos combustibles. Lo que, al igual que en condiciones est´andar, muestra la existencia de un factor adicional a los considerados, que modifica la velocidad de evaporaci´on y quemado del combustible.

116 5 Resultados

En las figuras mostradas, se observa que mientras que en condiciones est´andar, el tiempo en el que se alcanza el 10 % de liberaci´on de energ´ıa para B0 (θ_{10 %−B0}) y para B20 (θ_{10 %−B20}) coincide en el valor de θ10 % = 2, 33 grados para los dos combustibles; en condiciones de

Bogot´a se presenta un retraso en este valor (m´as tiempo entre inicio de la inyecci´on y ocu- rrencia del suceso). Adicionalmente, dicho retraso es superior para el B0, con θ_{10 %−B0} = 3 grados frente a θ_{10 %−B0} = 2, 75 grados para el B20.

Una explicaci´on tentativa al comportamiento mostrado en las simulaciones realizadas (en las cuales la LC o VLC no se hicieron dependientes de constantes amparadas en la cin´etica del mecanismo de reacci´on), se puede plantear considerando los factores que se tuvieron en cuenta para describirlas. En condiciones est´andar, debido a la presi´on y temperatura en la admisi´on, la masa de aire al interior del cilindro y la disponibilidad de ox´ıgeno es m´as eleva- da. Con lo cual, el inicio y evoluci´on de la LC en los primeros momentos de la combusti´on, se hace dependiente de la cantidad de combustible que se encuentre evaporado. Situaci´on que, acorde a la hip´otesis planteada y los resultados obtenidos, se ve levemente afectada por las caracter´ısticas geom´etricas del chorro de inyecci´on (SMR, AS, etc) y estas por la viscosidad del combustible. Sin embargo, como se observa en la Secci´on 5.2, no se presenta una dependencia directa entre SMR, AS y RE para el chorro de inyecci´on (en especial en los primeros instantes); de forma que la suposici´on inicial de la disminuci´on de la RE vinculada a menor AS y mayor SMR ocasionados por el incremento de la viscosidad del combustible no es sustentable a la luz de los resultados obtenidos.

Por otra parte, en condiciones de Bogot´a la disponibilidad de ox´ıgeno en el aire admitido, resulta a diferencia del anterior en un factor de mayor importancia en las primeras et´apas de la LC. Raz´on por la cual, es posible que el efecto del cambio de combustible se refleje en la VLC en condiciones est´andar, como dependiente de la cantidad evaporada; y en Bogot´a por el contrario, se vea atenuado o no se perciba debido a una deficiencia m´as importante de ox´ıgeno que de combustible evaporado.

As´ı mismo, menor presi´on, temperatura y aire en la admisi´on; dan como resultado un valor inferior de presi´on y temperatura en el aire cuando el pist´on se encuentra en las cercan´ıas del PMS. De esta forma, el entorno en el que ingresa el combustible a evaporar disminuye la energ´ıa disponible para tal proceso en una cantidad cercana al 25 %. Lo cual acorde con los resultados obtenidos, modifica la LC en los instantes iniciales (Figura 5-32 y Figura 5-33) debido a la disponibilidad de ox´ıgeno, lo que implica que el encendido se demora m´as que en condiciones est´andar. A su vez, el incremento de temperatura de los gases asociado al aporte de energ´ıa de la combusti´on, sufre un retraso ocasionado por el mismo factor, dando como resultado la disminuci´on de la RE asociada a un diferencial inferior de temperatura entre el gas y el l´ıquido. Si bien, esta consecuencia no es causada por la modificaci´on del

5.4 Funci´on de Wiebe 117