Browsing by Author "ZAMORA SILVA, LORETO NICOL"
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Thesis INVESTIGACIÓN DE LA APLICACIÓN DE UN MEDIO POROSO A UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA(2015-02) ZAMORA SILVA, LORETO NICOL; ZAMORA SILVA, LORETO NICOL; TOLEDO TORRES, MARIO (Profesor Guía); LEIVA ILLANES, ROBERTO (Profesor Correferente); Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Ingeniería MecánicaEste trabajo de investigación intenta ser una contribución al desarrollo científico de la tecnología de medios porosos (MP) aplicada a motores de combustión interna (MCI). Esta nueva aplicación ha sido considerada como una idea prometedora para acercarse a una mejora del proceso de combustión y poder lograr un sistema de emisión de NOx y material particulado casi cero, gracias a las propiedades de transporte de calor y resistencia térmica entre otras características que poseen los MP, para mejorar los procesos de vaporización de combustible, formación de la mezcla, proceso de combustión y recirculación de energía. Se somete un motor encendido por compresión deinyección directaalimentado con diesel, a ensayos en un freno dinamométrico del tipo hidráulico estableciendo una línea base de las curvas características del motor (Potencia, torque y consumo específico de combustible) y las emisiones de gases de escape (CO, CO2, O2, HC, NOx e índice de ennegrecimiento), para luego introducir un material altamente poroso hecho de espuma cerámica en la cámara de combustión, específicamente en la cavidad superior del pistón, sin considerar otras modificaciones al motor. En la fase experimental del trabajo se logra conocer en la práctica las dificultades asociadas a la correcta selección del material poroso, su geometría, propiedades mecánicas y térmicas. Se concluye que entre los aspectos más importante a tener en cuenta para el funcionamiento de un motor con una modificación de este tipo están(i) la fijación del medio poroso a la cavidad del pistón y (ii) el precalentamiento de la cámara de combustión, específicamente del MP, para lograr el encendido del motor. Por otro lado, el estudio contempla una fase de simulaciones de la cinética de la combustión, dondese utiliza el software PREMIX modificado con el mecanismo de reacción GRI - MECH 3.0 para gas metano, con el objetivo de conocer el potencial de la aplicación de un medio poroso en un reactor a altas presiones. Una vez validado el modelo matemático para el rango de relaciones de equivalencia (0.9 < Φ < 5), y presiones del reactor entre 1 y 5 atm, se comprueba cualitativamente que con el incremento de la presión, existe una mejora en el proceso de transferencia de calor para el rango de mezclas ricas (1.2 < Φ < 2), con un óptimo en Φ = 2 y 5 atm, donde la transferencia mejora en un orden del 72%; y con un efecto desfavorecedor en la generación de gas de síntesis (H2, CO2, CO) en procesos de oxidación parcial de mezclas ricas.
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