Simulación multidimencional de transferencia de calor en un compresor de combustión interna en el encendido
DOI:
https://doi.org/10.24054/rcta.v3iEspecial.881Palabras clave:
Motor de encendido-compresión, transferencia de calor conjugada, combustión, simulaciónResumen
Para realizar la simulación del flujo de fluido, pulverización de combustible y combustión en un motor de combustión interna, las condiciones límite en la geometría del motor requieren que se especifique una temperatura en la interfaz interna sólido/fluido; es difícil de medir experimentalmente. Para obtener los valores de temperatura de los bordes, se realiza una simulación multidimensional de un motor monocilíndrico de encendido por compresión, utilizando paredes sólidas en el software Converge CFD, con combustión y transferencia de calor conjugada fluido/sólido. Considerando que las escalas de tiempo de transferencia de calor en el sólido son mayores que las del fluido, en la simulación se utiliza el enfoque de superciclado para la solución de problemas de transferencia de calor conjugados. Se simulan 25 ciclos para el motor, donde se considera la combustión utilizando la tasa de liberación de calor en función del ángulo del cigüeñal, obtenido de la combustión con un mecanismo cinético para n-dodecano (C12H26). En el ciclo final, cuando la transferencia de calor alcanza el régimen permanente, la temperatura se obtiene en función del ángulo del cigüeñal de las paredes sólidas que componen el motor, lo que se utiliza como condiciones de contorno en nuevas simulaciones.
Citas
Adrian, B. (2013). Convection Heat Transfer (4st ed.; I. John Wiley & Sons, Ed.). New York, Unites States.
Demirbas, A. (2008). Biodiesel: A realistic Fuel Alternative for Diesel Engines (1ra ed.; Springer, Ed.). Bergisch Gladbach, Alemania.
Gamboa, F. M., Flórez, E. G. S., & Conteras, G. G. M. (2019). Influencia de productos de la hidrólisis en el desempeño de un vehículo que opera con gasolina y gas natural en la altura. INGE CUC, 15(1), 89–98.
John, H. (1998). Internal Combustion Engine Fundamentals (1st ed.; McGraw-Hill, Ed.). New York, Unites States.
Kenneth Kuan-yun Kuo, & Acharya, R. (2012). Fundamentals of Turbulent and Multiphase Combustion (I. John Wiley & Sons, Ed.). New York, Unites States.
Merker, G. P., Schwarz, C., & Teichmann, R. (2011). Combustion engines development: mixture formation, combustion, emissions and simulation. Springer Science & Business Media.
Mirko, B. (2014). Principles of Heat Transfer in Internal Combustion Engines from a Modeling standpoint (Chalmers University of Technology). Retrieved from http://www.tfd.chalmers.se/%7B~%7Dlada/postscript_files/mirko-phd.pdf
Richards, K. J., Senecal, P. K., & Pomraning, E. (2014). CONVERGE (v2. 2.0). Theory Manual, Convergent Science, Madison, WI.
Spitsov, O. (2013). Heat transfer inside internal combustion engine: modelling and comparison with experimental data (Lappeenranta University of Technology). Retrieved from https://pdfs.semanticscholar.org/2b54/59b517da57a4d29c885fd0029cbc978e3c89.pdf
Taghavifar, H., Taghavifar, H., Mardan, A., Mohebbi, A., & Khalilarya, S. (2015). A numerical investigation on the wall heat flux in a DI diesel engine fueled with n-heptane using a coupled CFD and ANN approach. Fuel, 140, 227–236. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.09.092
Torregrosa, A. J., Bermúdez, V., Olmeda, P., & Fygueroa, O. (2012). Experimental assessment for instantaneous temperature and heat flux measurements under diesel motored engine conditions. Energy Conversion and Management, 54(1), 57–66.
Wilcox, D. (1993). Turbulence Modeling for CFD (2nd ed.; I. DCW Industries, Ed.). New York, Unites States.
Yuanhong, L., & Song-Charng, K. (2011). Coupling conjugate heat transfer with in-cylinder combustion modeling for engine simulation. International Journal of Heat and Mass Transfer, 54(11–12), 2467–2478. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.02.015
Descargas
Publicado
Versiones
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2020 REVISTA COLOMBIANA DE TECNOLOGIAS DE AVANZADA
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Los autores que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
-
Los autores conservan los derechos morales de autor y otorgan a la revista el derecho de la primera publicación del trabajo. Este trabajo se licencia bajo la Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0 DEED), que permite a terceros utilizar el trabajo siempre que se dé crédito adecuado a los autores y a la primera publicación en esta revista. No se permite el uso comercial de la obra y no se pueden crear obras derivadas.
-
Los autores pueden celebrar acuerdos contractuales adicionales e independientes para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (por ejemplo, incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro), siempre que se indique claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
-
Se permite y se recomienda a los autores publicar su trabajo en Internet (por ejemplo, en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado.