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Simulación computacional de las metodologías Mitzlaff y Agudelo Mejía para la selección de un dispositivo de mezclado de aire hidrogeno para motores de combustion interna de bajo costo
No full textSe realizó una simulación computacional en CFD de dos metodologías de diseño para dispositivos de mezclado de aire-hidrógeno, una propuesta por el investigador Klaus Von Mitzlaff y otra desarrollada por los doctores John Ramiro Agudelo Santamaría y Ricardo Mejía Álvarez, mediante esta simulación se determinó el gradiente de difusión de especies aire y combustible a lo largo de un plano de corte de los dispositivos de su perfil de velocidad, presión y fracción volumétrica a lo largo de la coordenada axial de los elementos. Se determino que la mejor metodología para el dimensionamiento del dispositivo de mezclado es la de Agudelo-Mejía, porque se observa que hay una mejor distribución de los componentes de la mezcla desde la garganta hasta la salida del mezclador y se aprecia una menor variación de la fracción volumétrica de hidrógeno desde la garganta hasta la salida del mezclador.Abstract: A computer simulation in CFD two design methodologies for mixing devices air-hydrogen, a proposal by the researcher Klaus Von Mitzlaff and another developed by Drs John Ramiro Agudelo Santamaria and Ricardo Mejia Alvarez, through this simulation was performed was determined the species diffusion gradient of fuel and air along a cutting plane of the device's velocity profile, pressure and volume fraction along the axial coordinate of the elements. It was determined that the best methodology for sizing the mixing device is to-Mejia Agudelo, because it is observed that there is a better distribution of the components of the mixture from the throat to the mixer output and less variation is seen volume fraction of hydrogen from the throat to the mixer output
Simulación computacional de las metodologías Mitzlaff y Agudelo Mejía para la selección de un dispositivo de mezclado de aire hidrogeno para motores de combustion interna de bajo costo
No full textSe realizó una simulación computacional en CFD de dos metodologías de diseño para dispositivos de mezclado de aire-hidrógeno, una propuesta por el investigador Klaus Von Mitzlaff y otra desarrollada por los doctores John Ramiro Agudelo Santamaría y Ricardo Mejía Álvarez, mediante esta simulación se determinó el gradiente de difusión de especies aire y combustible a lo largo de un plano de corte de los dispositivos de su perfil de velocidad, presión y fracción volumétrica a lo largo de la coordenada axial de los elementos. Se determino que la mejor metodología para el dimensionamiento del dispositivo de mezclado es la de Agudelo-Mejía, porque se observa que hay una mejor distribución de los componentes de la mezcla desde la garganta hasta la salida del mezclador y se aprecia una menor variación de la fracción volumétrica de hidrógeno desde la garganta hasta la salida del mezclador.Abstract: A computer simulation in CFD two design methodologies for mixing devices air-hydrogen, a proposal by the researcher Klaus Von Mitzlaff and another developed by Drs John Ramiro Agudelo Santamaria and Ricardo Mejia Alvarez, through this simulation was performed was determined the species diffusion gradient of fuel and air along a cutting plane of the device's velocity profile, pressure and volume fraction along the axial coordinate of the elements. It was determined that the best methodology for sizing the mixing device is to-Mejia Agudelo, because it is observed that there is a better distribution of the components of the mixture from the throat to the mixer output and less variation is seen volume fraction of hydrogen from the throat to the mixer output
Análisis de métodos para el control de fugas e inyección de urea en sistemas SCR para el estándar de emisiones Euro7 en motores diesel. Semestre de industria
No full textRESUMEN : El proceso de prácticas se enfocó en analizar los métodos empleados para mejorar el control de fugas e inyección de urea automotriz en sistemas SCR (Selective Catalytic Reduction) en motores diesel, centrado principalmente en el cumplimiento de la nueva normativa Euro 7. Se aborda la evolución de la normativa de control de emisiones Euro y la implementación del sistema SCR, detallando las reacciones químicas involucradas en la reducción de óxidos de nitrógeno (NOx), además del efecto que tienen factores como el envejecimiento del catalizador y la cristalización de urea sobre la eficiencia del sistema. Se encontró que bajo condiciones óptimas de relación NO2/NOx y temperatura media del sistema, se puede alcanzar una reducción mayor al 95%. Se habla de los dos enfoques principales para mejorar el control de la inyección de urea: el modelo Mapped, basado en mapas preestablecidos para diferentes condiciones operativas y el modelo Model Based, que integra variables en tiempo real como la temperatura y el flujo de gases. Se ilustra la arquitectura funcional de estrategias para el cálculo efectivo de la cantidad de urea necesaria, según las condiciones de funcionamiento, con el objetivo de minimizar las fugas de NH3 y garantizar una reducción eficiente de NOx por medio del buffer (inyección previa de urea). En las conclusiones se subraya la importancia de optimizar la gestión de la inyección de urea para asegurar el cumplimiento de las regulaciones de emisiones.ABSTRACT : The internship process focused on analyzing the methods used to improve leak control and urea injection in SCR (Selective Catalytic Reduction) systems in diesel engines, primarily centered on complying with the new Euro 7 regulation. It addresses the evolution of the Euro standards and the implementation of the SCR system, detailing the chemical reactions involved in reducing nitrogen oxides (NOx), as well as the impact of factors such as catalyst aging and urea crystallization on system efficiency. It was found that under optimal NO2/NOx ratios and average system temperature conditions, a reduction of over 95% can be achieved. The two main approaches to improving urea injection control are discussed: the Mapped model, based on pre-established maps for different operating conditions, and the Model Based approach, which integrates real-time variables such as temperature and gas flow. The functional architecture of strategies for effectively calculating the necessary amount of urea according to operating conditions is illustrated, with the goal of minimizing NH3 leaks and ensuring efficient NOx reduction through the buffer (preinjection of urea). The conclusions highlight the importance of optimizing urea injection management to ensure emission regulatory compliance.PregradoIngeniero Mecánic
Kinetic and Fluid-Dynamic Modeling of a CFR Engine Fueled by Oxygenated Gasoline
Get PDFABSTRACT: In view of the constantly increasing energy use and unavoidable reliance of modern society on internal combustion engines, it is crucial to find ways to prevent and mitigate their environmental impact. The search for short- to medium-term fuel alternatives compatible with the available infrastructure while reducing CO2 life-cycle has led the attention to renewable fuels. In particular, addition of oxygenated compounds to conventional fuels has been found to increase octane rating and enhance knocking resistance, as well as reduce particular matter (PM), CO and unburned hydrocarbon emissions, making them promising candidates in terms of engine performance and pollutant emissions, but knowledge of their combustion behavior and possible emission of harmful by-products is still limited. Thus, comprehensive computational models that consider reaction kinetics and fluid dynamics could improve the understanding of their behavior under realistic combustion conditions, which would otherwise involve complex and costly testing. A Computational Fluid Dynamics (CFD) plus reaction chemistry model of an ASTM Cooperative Fuel Research (CFR) engine was implemented with the aim of assessing the potential of oxygenated gasoline. In particular, high-octane gasoline and blends (5 and 10 vol.%) with ethanol, dimethyl carbonate (DMC) and diethyl carbonate (DEC) were simulated in this spark-ignition engine model. Ethanol has been widely used as oxygenated fuel, while DMC and DEC have recently gained attention as fuel components. In fact, a previous joint research between Environmental Catalysis Research Group and GIMEL studied the role of these three fuels as gasoline additives and obtained promising experimental data for in-cylinder pressure and pollutant emissions. Thus, this work aims at providing further insight into the effect of these fuels on in-cylinder conditions during combustion, as well as on engine performance and pollutant emissions, allowing observations beyond the experimental capabilities. To our knowledge, no other CFD models considering DMC or DEC combustion have been reported. Good agreement with experimental data was observed with the model, both for cold-flow and combustion simulations. Furthermore, simulation yielded in-cylinder pressure, temperature and species temporal/spatial profiles, and Indicated Mean Effective Pressure (IMEP) values, facilitating the comparison between fuels. In addition, phenomena that would require using challenging and costly experimental techniques, such as flame evolution and formation/
consumption of chemical species, were easily assessed. Emission of species not measured experimentally was also estimated. In general, ethanol and DMC blends showed higher and earlier peaks of pressure and temperature, as well as faster flame evolution, when compared to neat gasoline, while DEC blends had lower and delayed peaks, and slower flame evolution. All regulated pollutant emissions were reduced with the use of oxygenated compounds, 10 vol.% blends showing greater reduction in most cases; in addition, the estimated emissions of non-regulated compounds would be very low to be a matter of concern. Differences in IMEP were not significant, but a consistent increase was observed at all blends with an earlier spark, confirming the slightly improved performance of the engine. Finally, results of this work corroborate that ethanol continues to be a good option as oxygenating agent for gasoline; however, once the proper economical and production conditions are given DMC could replace ethanol in the fuels market, being also a safe and environmentally friendly option.MaestríaMagíster en Ingenierí
Study of the particulate matter produced by diesel and renewable diesel fuels on different combustion systems
Get PDFRESUMEN: Dados los constantes cambios a los que se enfrenta la economía global, la volatilidad en las tasas de cambio en las que se realizan las transacciones en mercados foráneos, los cambios en los mercados por cuenta de especuladores y arbitrajistas, las empresas se ven obligadas a tomar medidas para contrarrestar los posibles efectos que pueden tener en sus estados financieros dichas operaciones en monedas diferentes a la que prepara y presenta sus estados financieros. El Banco de la Republica adopto a partir de septiembre de 1999 mecanismos operativos de régimen de flotación, la cual hacia que la tasa de cambio fuera autorregulada por el mercado, que los cambios en decisiones del banco central, inversionistas, intermediarios financieros, entre otros, incidieran en el valor de la tasa, la cual sería más competitiva con otras tasas de cambio. La solución más asequible para que la administración de la compañía Nutrium S.A.S. tuviera la posibilidad de hacerle frente a estos cambios son los derivados financieros ofertados por la bolsa de valores de Colombia y el mercado OTC, tales como Forward, Futuros, Opciones, etc. sin embargo, luego de evaluar las diferentes opciones, la más recomendable es la utilización de derivados Forward, toda vez que se adecuan a sus necesidades en cantidad de divisas, tiempo de contrato, método de liquidación, etc.
Los derivados financieros no son una opción de las empresas de la historia reciente, ya que su origen se remonta al año 1537, bajo el gobierno de emperador Carlos V en los Países Bajos, cuando se hacía necesario negocia precios futuros para materias primas utilizadas en los procesos productivos, sin embargo, solo hasta el año 1730 se creó un sistema moderno y estable denominado “cho-ai-mai” o mercado del arroz a futuro, sin embargo, este mercado no era muy regulado y la negociación obedecía más a la experiencia de los negociadores, y solo hasta el año 1900, se empieza hacer uso de una racionalidad matemática para determinar a través de modelos cual debería ser la forma de negociar los contratos a futuros a fin de obtener una ventaja sobre las posibles utilidades a futuro.
Para el caso específico de la empresa Nutrium S.A.S., se hace un análisis histórico del comportamiento de las tasas de cambio y las implicaciones del efecto neto de la diferencia en cambio sobre los estados financieros. El análisis de las compras y ventas en moneda extranjera de la empresa muestra que las ventas superan en gran medida las compras en otras divisas, lo que implica que existe una cobertura natural por el efecto de las compras sobre las ventas, sin embargo, esta cobertura es aproximadamente del 13%, lo que lleva a que la administración haga uso de instrumentos financieros para cubrir el riesgo remanente. Los contratos forward que tiene suscritos la compañía requieren de revelaciones especiales en los informes que prepara la administración, a fin de dar información útil sobre las decisiones de inversionistas o posibles inversionistas de la empresa.
La contabilización y revelación de los contratos forward en los estados financieros está definida por la NIC 39 de las Normas Internacionales y de Información Financiera – NIIF, donde se determina que la empresa deberá registrar con cargo a cuentas patrimoniales las variaciones de la valoración del derecho y la obligación del instrumento suscrito, solo si la contabilidad es de cobertura, y en cuentas de resultados, si la compañía utiliza el modelo tradicional de contabilidad. La empresa Nutrium S.A.S., bajo el modelo de negocios adoptado con el cambio de marco técnico normativo, definió dentro de sus políticas que el resultado de las operaciones forward contratados, así como las diferencias en la valoración de dichos instrumentos al final de cada periodo sobre el que informa, tendrán un efecto directo en los resultados del ejercicios.
Finalmente, y teniendo en cuenta que la intención de la administración es solo cobertura de riesgos a través de derivados financieros, se diseña un modelo de determinación del comportamiento de la tasa de cambio con la que se está transando la empresa, así como la proyección del efecto en la diferencia en cambio que podría presentar los resultados, la tasa forward a contratar con los intermediarios financieros que negocia y la valoración del activo y pasivo financiero registrado al final de cada periodo que la empresa mantiene esta inversión. Además, se hace una pequeña aproximación a lo que sería el máximo valor de pérdida que podría registrar el portafolio, si se cumplen ciertas condiciones del mercado.ABSTRACT: Renewable diesel (RD), a paraffinic fuel produced by the hydrotreating fatty acids, is gaining worldwide interest due to its significant low particulate emissions and its potential in advanced combustion studies. Multiple works reported that RD has good engine performance and emission characteristics, but the literature about soot properties is still limited. This work used three different combustion systems to examine the influence of RD on the particulate matter characteristics. RD was used neat and blended with ultra-low sulfur diesel (ULSD) to generate particles in i) an automotive diesel engine (running at fixed engine torque and two engine speed), ii) a partially premixed flame burner (under a fixed equivalence ratio), and iii) a non-premixed flame burner (wick-fed
configuration). The pool of characterization techniques performed in this work comprises thermogravimetric analysis (TGA) for oxidation reactivity and active surface area (ASA); Raman spectroscopy and X-Ray diffraction (XRD) for bulk internal structure; high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) for soot morphology and fringe parameters; Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) for functional groups; and scanning mobility particle sizing (SMPS) for particle size distributions (PSD). Engine experiments indicated that diesel soot is slightly more reactive to oxidation than the soot produced by RD and its blends, independently of the engine speed. This behavior was in agreement with the active surface area (ASA) of the particles. Soot nanostructure (ratio of Raman peaks) and interlayer distance show a slightly higher degree of order in the particles when RD was added into diesel fuel, which was consistent with their lower reactivity. The mean primary particle diameter of neat RD samples and fractal dimension were lower in comparison with ULSD samples. Fringe analysis applied to HRTEM micrographs revealed no clear trend in the fringe length and tortuosity. In addition, it was found that independently of the fuel tested, all particle samples gathered at 2410 min-1 were slightly more reactive and smaller than those collected at 1890 min-1. The examination of the physical and chemical features of particles generated in flame burners supported the results obtained in the engine study. This is, particles generated by neat RD in both flame environments showed more graphite-like domains than those from ULSD. This result is in line with both an increased intensity of C=C stretch in infrared spectra and smaller interlayer distance. SMPS results showed that RD not only moved the size distribution toward smaller diameters but also 3 increased the number of ultrafine particles. As expected, a reduction in mass emission was evidenced when the NPF burner was fuelled with neat RD. Raman parameters and the mean primary particle showed interesting relationships when the same fuel was burned in different combustion system.DoctoradoDoctor en Ingeniería de Materiale
Evaluación de la cinética de oxidación del dietil carbonato y su comportamiento como aditivo oxigenante en motores de combustión interna
Get PDFRESUMEN: El carbonato de dimetilo (DMC) es un carbonato lineal que se ha venido
estudiando como aditivo de combustibles debido a su elevado contenido de
oxígeno (53% en peso), baja toxicidad y rápida biodegradabilidad. Aunque el
DMC no se ha utilizado comercialmente, su uso como aditivo de la gasolina
brinda mejores beneficios para el medio ambiente comparado con el metil terbutil
éter (MTBE), ya que es más eficaz en la disminución de las emisiones de
CO, NOx e hidrocarburos. Por otro lado, el potencial de producción de ozono
fotoquímico es insignificante, cuando se compara con combustibles
convencionales. El DMC también se ha usado como aditivo para mejorar la
combustión y reducir las emisiones de hollín de los motores diésel , ya que
presenta buenas propiedades de mezcla y reduce el hollín con la concentración
de DMC. La adición de un 10% de carbonato de dimetilo al diésel conduce a la
reducción de hollín entre 35-50%.
Similar al carbonato de dimetilo (DMC), el carbonato de dietilo (DEC) podría ser
una opción para satisfacer las especificaciones de compuestos oxigenados en
la gasolina y para reducir las emisiones de partículas generadas en los motores
de combustión interna (específicamente, diésel). En efecto, el DEC contiene
40,6% de oxígeno y presenta mejor coeficiente distribución gasolina/agua,
comparado con el DMC y el etanol (ET).
Existen muchos estudios acerca del uso del DMC como aditivo oxigenante de
la gasolina y el diésel , pero hay muy pocos reportes para el DEC. Por tanto, el
objetivo fundamental de esta investigación es determinar el efecto del DEC
como compuesto oxigenante de gasolina y diesel, y compararlo con el DMC y
etanol. Para esto se evaluó el efecto sobre la combustión y las emisiones de un
motor CFR, usando mezclas de DMC y DEC como aditivos de combustibles.
Adicionalmente, estudios experimentales basados en un reactor de chorro
agitado (jet-stirred reactor), una máquina de compresión rápida (RCM, rapid
compression machine), y un reactor “Shock Tube”, se acoplaron al modelado
de la cinética química mediante el uso de CHEMKIN PRO para establecer el
mecanismo de combustión del DEC. Los parámetros termodinámicos del DEC
y de las especies involucradas en su descomposición del DEC se determinaron
5
mediante el uso de la herramienta computacional THERM. El mecanismo de la
cinética de combustión del DEC fue desarrollado incluyendo la reacción de
descomposición del DEC sugerida por Manion et al, y adicionalmente se utilizó
como referencia el mecanismo establecido para el carbonato de dimetilo (DMC)
reportado por el grupo de investigación de Combustion Chemistry del Lawrence
Livermore National Laboratory, California-USA.ABSTRACT: Dimethyl carbonate (DMC), is a linear carbonate which has been studied as a
potential fuel additive because of its high oxygen content (53% by weight), low
toxicity and rapid biodegradability. Although DMC has not been used
commercially, its use as a gasoline additive offers better environmental benefits
compared to methyl tert-butyl ether (MTBE) since it is more effective for
reducing emissions of CO, NOx and hydrocarbons. Furthermore, the potential
for photochemical ozone production is insignificant when compared with
conventional fuels. DMC has also been used as an additive to improve
combustion and it reduces soot emissions from diésel engines, due to its good
mixing properties and soot reduction with the concentration of DMC. The
addition of a 10% of DMC to diésel engine leads to soot reduction between 35-
50%.
Similar to DMC, diethyl carbonate (DEC) is another potentially excellent
option to meet the specifications of oxygenates in gasoline and to reduce
particle emissions generated in internal combustion engines (diésel ). DEC
contains 40.6% oxygen and provides better fuel distribution ratio of gasoline /
water, compared with DMC and ethanol (ET).
There are many reports about the use of DMC as oxygenated additive of
gasoline and diésel engine, but very few for DEC. Therefore, the main purpose
of this research is to compare the effect of the DEC and DMC as gasoline and
diésel oxygenated fuel.
For the development of this project, studies using mixtures of DMC and DEC as
fuel additives and their effect on combustion and emissions generated in an
experimental CFR engine were carried out. In addition, experimental studies
based on a reactor ""jet-stirred up"" rapid compression machine ""RCM"" reactor ""Shock Tube"" and modeling of chemical kinetics using CHEMKIN PRO is
conducted to establish the mechanism of combustion DEC. DEC and
thermodynamic parameters of the species involved in the decomposition of
DEC were determined using the computational tool THERM, which considers
the symmetry of the molecule, the rotor and the number of groups that make up
the molecule. The mechanism of kinetic combustion DEC was developed
including the decomposition reaction of DEC suggested by Manion et al, and
additionally used as reference established mechanism for dimethyl carbonate
(DMC) reported by the research group Combustion Chemistry Lawrence
Livermore National Laboratory, California-USA.DoctoradoDoctor en Ingenierí
Diagnóstico de la combustión de biocombustibles en motores.
No full textLa finalidad de esta investigación es avanzar en la comprensión de los fenómenos específicos que tienen lugar en el entorno y dentro de los motores de combustión interna alternativos (MCIA) cuando en éstos se utilizan combustibles alternativos como gas pobre, bioetanol o biodiesel. El conocimiento adquirido será utilizado para elaborar una herramienta computacional, que en la concepción de los motores actuales, permita realizar un Modelo Matemático de diagnóstico y Predicción de las condiciones para un funcionamiento eficiente, fiable y limpio de motores de tamaño medio o pequeño.
Para la realización del Proyecto se utilizarán un conjunto de herramientas teóricas (modelos de simulación del proceso de combustión y de la formación de emisiones contaminantes en motores, códigos de cinética química, modelos de acción de ondas etc.) y experimentales (banco de ensayo de motor con freno dinamométrico) habituales en la investigación sobre MCIA y que son debidamente adaptadas para las tecnologías de combustibles alternativos.
En una primera fase del Proyecto se desarrollará experimentalmente información fundamental, hoy por hoy insuficiente, relativa a las propiedades del gas pobre, el bioetanol y el biodiesel como combustibles en MCIA. Estos conocimientos serán utilizados para la simulación del proceso de combustión del motor basados en un análisis energético y exergético y para la modelación del proceso de renovación de la carga por el método de acción de ondas en flujo no homoentrópico. Posteriormente, los resultados serán sometidos a ensayos experimentales con la finalidad de mejorar y validar el modelo desarrollado.
Este proyecto representa un avance en el estudio de los procesos de combustión y renovación de la carga en motores de combustión interna alternativos (MCIA) que emplean combustibles alternativos y da continuidad a dos proyectos anteriores del grupo (ver el apartado 4.5 relativo al historial de grupo solicitante). La incorporación del análisis exergético al diagnóstico y al modelado de la combustión y el Modelamiento de la renovación de la carga por el método de la acción de ondas en flujo no homoentrópico en MCIA es un aporte al conocimiento nacional, y la aplicación de sendo modelo termodinámico a un estudio experimental con combustibles alternativos, y sobre todo con biocombustibles, constituye un aporte internacional
Estudio teórico experimental del ciclo termodinámico completo de motores OTTO y Diesel operando con combustibles alternativos.
No full textLa finalidad de esta investigación es avanzar en la comprensión de los fenómenos específicos que tienen lugar en el entorno y dentro de los motores de combustión interna alternativos (MCIA) cuando en éstos se utilizan combustibles alternativos como gas pobre, bioetanol o biodiesel. El conocimiento adquirido será utilizado para elaborar una herramienta computacional, que en la concepción de los motores actuales, permita realizar un Modelo Matemático de diagnóstico y Predicción de las condiciones para un funcionamiento eficiente, fiable y limpio de motores de tamaño medio o pequeño.
Para la realización del Proyecto se utilizarán un conjunto de herramientas teóricas (modelos de simulación del proceso de combustión y de la formación de emisiones contaminantes en motores, códigos de cinética química, modelos de acción de ondas etc.) y experimentales (banco de ensayo de motor con freno dinamométrico) habituales en la investigación sobre MCIA y que son debidamente adaptadas para las tecnologías de combustibles alternativos.
En una primera fase del Proyecto se desarrollará experimentalmente información fundamental, hoy por hoy insuficiente, relativa a las propiedades del gas pobre, el bioetanol y el biodiesel como combustibles en MCIA. Estos conocimientos serán utilizados para la simulación del proceso de combustión del motor basados en un análisis energético y exergético y para la modelación del proceso de renovación de la carga por el método de acción de ondas en flujo no homoentrópico. Posteriormente, los resultados serán sometidos a ensayos experimentales con la finalidad de mejorar y validar el modelo desarrollado.
Este proyecto representa un avance en el estudio de los procesos de combustión y renovación de la carga en motores de combustión interna alternativos (MCIA) que emplean combustibles alternativos y da continuidad a dos proyectos anteriores del grupo (ver el apartado 4.5 relativo al historial de grupo solicitante). La incorporación del análisis exergético al diagnóstico y al modelado de la combustión y el Modelamiento de la renovación de la carga por el método de la acción de ondas en flujo no homoentrópico en MCIA es un aporte al conocimiento nacional, y la aplicación de sendo modelo termodinámico a un estudio experimental con combustibles alternativos, y sobre todo con biocombustibles, constituye un aporte internacional
Experimental study of an automotive IVECO turbocharged diesel engine, under dynamic operation conditions
No full textRESUMEN: Se presentan los resultados experimentales que se han obtenido de un motor IVECO turboalimentado de automoción, montado en banco de ensayos. El motor fue instrumentado con el fin de registrar dos condiciones de funcionamiento dinámico frecuentes durante la marcha: aceleración súbita en vacío y cambios de carga repentinos. Los resultados muestran un enriquecimiento rápido de la mezcla en el cilindro, reflejado en el incremento de la presión en cámara de combustión, debido a la pronta respuesta de la bomba de inyección de combustible. No obstante, la entrada de aire se hace más lenta debido a la inercia del turbocompresor y a las pérdidas de calor en el múltiple de escape. Se superponen los puntos de funcionamiento del motor sobre las curvas características del compresor con el fin de visualizar la intensidad del transitorio
Convección forzada transitoria en lechos empacados herramientas computacionales.
No full textLos estudios que se adelantan con este proyecto de investigación, son la continuación de
dos proyectos previos a saber: Optimización planta piloto ecoeficiente para horno de
cubilote en la Universidad de Antioquia (Universidad de Antioquia, Universidad Nacional
y Centro de Ciencia y Tecnología de Antioquia) y Resolución y validación experimental de
modelo matemático para fenómenos termodinámicos en lecho poroso empacado
(Universidad de Antioquia, Universidad Nacional y Fundación Banco de la República).
Con el primero de ellos se pretendía atender la necesidad de la PYME nacional en el
subsector de la fundición, optimizando el desempeño de una planta piloto ecoeficiente con
el fin de hacer el sistema económicamente accesible para estas industrias [1], [2], [3]. De
ese primer proyecto surgió la necesidad de estudiar más a fondo los dispositivos de
regeneración térmica de la planta, para de ese modo tener modelos que posibilitaran
diseñarlos de manera adecuada. Consecuentemente, se planteó el segundo proyecto
mencionado, con el fin de resolver modelos de la fenomenología física y construir un banco
de pruebas para validar los resultados obtenidos. Este segundo proyecto está en su etapa
final, los estudios adelantados durante su ejecución mostraron que es necesario incluir
técnicas de experimentación y optimización mediante herramientas computacionales, es
decir, CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) y algoritmos evolutivos, esto con un fin
primordial: ahorrar tiempo y dinero aproximándose a los resultados virtuales de
comportamiento y optimización antes de experimentar en el banco de pruebas. No sobra
hacer énfasis en que la CFD y los algoritmos evolutivos son solo herramientas de
aproximación, cuya veracidad será siempre verificada mediante mediciones experimentales
en banco de pruebas. Esta necesidad dio origen al proyecto del cual estamos hablando, cuyo
horizonte principal es el de generar las herramientas computacionales necesarias para
establecer un método de análisis de la convección forzada transitoria en lechos empacados
que, junto con verificaciones experimentales, se constituya en una técnica para caracterizar
la fenomenología térmo-fluido-dinámica de lechos empacados. Estos resultados podrían ser
utilizados posteriormente para dar aplicaciones prácticas como diseñar y optimizar
regeneradores térmicos de lecho poroso empacado
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