Després de validar el codi, es va utilitzar el solucionador cavSigmaY per estudiar els broquets Spray C i Spray D en diferents condicions de pressió d'injecció i pressió de descàrrega. D'altra banda, també s'ha observat el fenomen de la cavitació a la tapa Spray C, on el coeficient de descàrrega disminueix significativament en comparació amb la tapa Spray D no cavitativa.
MEMORIA
Contexto general
La aparición de cavitación durante la inyección provoca un aumento en el ángulo abierto del chorro, lo que mejora el proceso de mezcla. Por lo tanto, es fundamental estudiar la cavitación durante el proceso de inyección.
Motivación
Justificación
Objetivos
Valide un nuevo solucionador de cavitación multietapa y compárelo con los resultados de otro solucionador junto con los resultados experimentales.
Estructura del trabajo
Los motores de combustión interna alternativos han estado en uso durante más de un siglo, comenzando en 1876 con la patente Gasmotor del ingeniero alemán Nicolaus Otto. A continuación se ofrecen varias formas de clasificar los motores de combustión interna alternativos según su funcionalidad, la más notable de las cuales es la división en un motor de encendido por chispa y un motor de encendido por compresión.
Introducción
En 1876, el ingeniero alemán Nicolaus Otto registró una patente para su motor de 4 tiempos llamado Gasmotor [26], lo que marcó el comienzo de los motores modernos tal como los conocemos hoy. Sin embargo, los motores de combustión interna alternativos no son los únicos motores térmicos existentes, ya que existen diferentes clasificaciones de los mismos según su funcionalidad.
Clasificación de los MCIA
Los procesos que tienen lugar en un motor de cuatro tiempos son los que se muestran en la Fig. Avance de apertura de admisión (AAA): La válvula de admisión se abre durante la fase de escape cuando el pistón está cerca del punto muerto superior.
Diferencias fundamentales entre MEC y MEP
Por otro lado, los motores de encendido por chispa con inyección directa se utilizan cuando se desea una distribución espacial diferente de la mezcla. En cuanto a los motores de encendido por compresión, la regulación de carga es cualitativa, ya que la carga se regula manteniendo constante la masa de aire, variando únicamente la cantidad de combustible inyectado, que varía en función de la potencia deseada.
Introducción
En este capítulo se presentará con más detalle el proceso de inyección en motores diesel. Atomiza el combustible en pequeñas gotas para que todo el combustible pueda vaporizarse y participar en el proceso de combustión.
Sistemas de inyección directa
El transmisor de presión de combustible se encarga de medir la presión actual en el sistema de alta presión, mientras que la válvula de control de presión se encarga de establecer una presión específica en el circuito de alta presión. Esta caída de presión da como resultado una reducción en la fuerza de cierre en la punta de la boquilla de inyección.
Flujo interno en toberas de inyección diésel
El coeficiente de descarga se define como el caudal másico real frente al máximo teórico. El coeficiente de descarga depende del nivel de turbulencia en el flujo dentro del orificio. El coeficiente de velocidad es uno de los dos coeficientes en que se divide el coeficiente de descarga.
Descripción general del chorro
Las pequeñas oscilaciones que se producen aumentan por efecto de la tensión superficial hasta que la aeronave se rompe. El primer régimen causado por la interacción aerodinámica: en este régimen aumenta la influencia de la tensión superficial debido a la velocidad relativa entre el líquido y el gas. Régimen de atomización: en este régimen el chorro se rompe completamente cerca del orificio de la boquilla.
El fenómeno de cavitación
Finalmente, la tercera sección, representada por el punto b, es la sección de salida de la boca de la boquilla. Este número es un buen parámetro para cuantificar la intensidad de la cavitación existente en la boca de la boquilla. 2 Hay que tener en cuenta que para el cálculo del caudal másico se utiliza el área de la sección de paso del líquido en el punto c, Ac.
Introducción a la dinámica de fluidos computacional
VcρdV : Variación con el tiempo de la cantidad de movimiento en un volumen de control R. Vcρ~u dV : Variación con el tiempo de la cantidad de movimiento en un volumen de control. Es la variación con el tiempo de la energía total contenida en un volumen de líquido.
Introducción a OpenFOAM
4.21) se puede insertar directamente en la ecuación de conservación de la masa para obtener una expresión de la presión en función de la densidad. La fracción líquida en la mezcla líquida se define como γ, que se calcula de la siguiente manera:. Una vez calculado el valor de la densidad de la mezcla ρm, se utiliza para obtener valores preliminares de γ y Ψ.
Introducción
En primer lugar, se establecen las condiciones de contorno y se estudia la independencia de la malla. Una vez seleccionada la malla óptima, se estudian varios parámetros como los contornos de presión o el caudal másico para verificar la validez de los resultados. En cuanto a los resultados se observa que la desviación obtenida en el caudal másico es menor al 3% y los contornos de presión se ajustan en la parte inicial del canal y al final cambiando en la parte central, pero se puede concluir que el código es adecuado para el estudio de la cavitación.
Geometría y condiciones de contorno
Estudio de independencia de malla
Sin embargo, también se usarán perfiles de presión a lo largo del eje de simetría para ver si se logra la independencia. Observando los perfiles de presión, se puede concluir que la diferencia entre las grillas de 37.302 celdas, 50.253 celdas y 69.191 celdas es mínima, por lo que, junto con los resultados de Para afirmar que las celdas 50253 son suficientes para que la malla no sea motivo de dispersión en los resultados, también se deben respetar los perfiles de presión en el canal después de que la caja esté estacionaria.
Estudio de los resultados
La cavitación comienza a ocurrir en la capa de corte, de modo que aumenta la velocidad máxima en la región cercana a la pared. Sin embargo, comparando los resultados computacionales de ambos solvers, la velocidad pico es ligeramente mayor para la espuma cavitante en ambos casos, siendo más significativa en el caso de una diferencia de presión de 55 bar. En primer lugar, la figura 5.12 muestra un contorno de presión en la entrada de la boquilla para una presión de inyección de 100 bar y una contrapresión de 31 bar.
Introducción
De las diferentes boquillas de inyección disponibles en ECN, se estudiarán dos: Spray C y Spray D, cuya geometría favorece la cavitación en el primer caso y la previene en el segundo. En primer lugar, se definirán las condiciones de contorno a utilizar en ambas toberas antes de proceder al estudio de la independencia de malla. Además, se estudia el chorro a la salida de la tobera y se comparan los resultados entre las dos toberas.
Configuración del caso
La Tabla 6.3 presenta las condiciones límite para la cavitación de la espuma, mientras que la Tabla 6.4 presenta las condiciones correspondientes para cavSigmaY. La presión de entrada y la contrapresión son variables que se modificarán caso a caso y deben inicializarse, por lo que no presentan valores específicos en las tablas. La tabla 6.2 muestra los valores que toman las variables al inicializarse, teniendo en cuenta si la cámara está llena de gas o de combustible.
Independencia de malla
La Tabla 6.6 muestra que los resultados de la malla de menor resolución están lejos del resto de los resultados, por lo que esta malla se descarta. En cuanto a las otras 3 mallas, los resultados son similares, aunque hay algunas oscilaciones en los resultados, razón por la cual se presenta la cavitación. Por tanto, como en el caso anterior, el parámetro diferenciador en cuanto a la selección de mallas ha sido la presión.
Resultados de la tobera Spray D
Los valores de la Tabla 6.7 se obtienen una vez que la corriente alcanza el estado estacionario. Sin embargo, experimentalmente los resultados obtenidos no son la unidad, lo que indica que existe un pequeño estrechamiento de la garganta. Sin embargo, en el caso de cavitatingFoam, la presión obtenida a partir de la velocidad y la densidad no coincide con la teórica, como sí ocurre con los resultados de cavSigmaY.
Resultados de la tobera Spray C
Además de la velocidad, también se puede estudiar el desarrollo de la presión en la dirección axial. 6.16, la entrada brusca en la tobera hace que la presión baje bruscamente y alcance el valor de la presión de saturación del combustible, hecho que lo provoca. Este aumento de presión se ve en la figura en el valor 0, donde aparece un pico, que es la posición de la boca de salida.
Comparación entre toberas
Sin embargo, para el Spray C, el aumento de velocidad ocurre repentinamente en la entrada de la boquilla debido a la aparición de la vena contracta y el radio de cumplimiento cero. Para esta tobera, la velocidad máxima ocurre en la entrada y permanece constante en toda la tobera. Esta diferencia se debe a la ocurrencia de cavitación en el área cercana a la pared, lo que hace que la velocidad baje en esa área y aumente en el medio.
Conclusiones
El estancamiento del flujo másico se debe al establecimiento de una presión constante en el cuello de la boquilla. Además de la compresibilidad, el solucionador de cavitatingFoam necesita la densidad de saturación del combustible como parámetro de entrada. En varios estudios [18] se ha establecido que el valor de la densidad de saturación del dodecano es de 612 kg/m3 y se ha utilizado.
Trabajos futuros
Debido al pequeño radio según la entrada del tubo, se forma una separación del flujo, formándose una vena contracta que reduce el área efectiva, provocando un aumento de velocidad y una caída de presión que, si por debajo de la presión del vapor baja, produciendo la aparición de cavitación. Al comparar los parámetros de ambas boquillas, se observó que los valores de caudal másico, caudal de cantidad de movimiento y coeficientes de inyección no son los mismos, como teóricamente deberían ser, ya que fueron diseñados de tal forma que el los valores de los parámetros fueron los mismos. Esta diferencia en los resultados se debe a un mal diseño de la boquilla, especialmente al comparar el área de superficie y los coeficientes de descarga, que son un 30 % más bajos en el caso de la boquilla de cavitación Spray C.
PRESUPUESTO
Coste de material y software
A lo largo del trabajo, 2 cuadernos cuestan unos 2e, tres bolígrafos cuestan 0,20e la unidad, un rotulador cuesta 1,5e la unidad y unas 70 fotocopias en blanco y negro con un valor unitario de 0,03e. El precio de una licencia básica de MATLAB R para uso académico es de 500 euros y cada una de las cajas de herramientas cuesta 200 euros.
Coste de oficina
Coste de personal cualificado
Según la misma resolución de 30 de enero de 2015 en el apartado anterior, un profesor universitario asociado o de tiempo completo con dedicación exclusiva en el año 2015 tuvo un salario mensual de 1910,35e. El puesto en este proyecto es el de un becario realizando un proyecto final de carrera, con un salario de 0e, ya que es un trabajo académico de carrera.
PLIEGO DE CONDICIONES
- Especificaciones de materiales y equipos
- Condiciones de calidad
- Condiciones de garantía y mantenimiento
- Reclamaciones
- Condiciones legales y contractuales
- Revisión de los precios
- Fianza
- Aceptación
Cuando los resultados de la vigilancia de la salud a que se refiere el artículo 1 lo hagan necesario, los trabajadores tendrán derecho a un examen oftalmológico. La consulta y participación de los trabajadores o de sus representantes sobre las materias a que se refiere este real decreto se realizará de conformidad con lo dispuesto en el artículo 2 del artículo 18 de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales. Sólo un uso adecuado, evitando los riesgos explicados en el tutorial de garantía, resuelve en gran medida su correcto funcionamiento.
