Simulación mediante mecánica computacional de fluidos del proceso de mezclado aire-gas natural en un motor diesel turboalimentado
DOI:
https://doi.org/10.26507/rei.v5n10.107Palabras clave:
motores mixtos, múltiple de admisión, herramientas CFD, mezcla aire y gas naturalResumen
Las flotas de transporte público Diesel (DI) en las principales ciudades de Colombia están formadas por motores turboalimentados, los cuales podrían potencialmente operar en forma mixta Diesel - Gas Natural (GN), usando el combustible gaseoso como fuente principal de energía y el combustible liquido para el encendido piloto de la mezcla Aire-Gas Natural previamente formada. Este artículo de investigación, producto de una tesis de maestría, se centra en el estudio de los fenómenos asociados al proceso de formación de mezcla que tienen lugar en el múltiple de admisión de un motor mixto turboalimentado. En este estudio se establecen las ecuaciones de transporte que describen la dinámica de los fluidos que ingresan al motor durante un periodo de operación. El modelo es simulado mediante herramientas CFD, usando un inyector electrónico para el suministro de gas natural. Finalmente, se implementa un diseño de experimentos aplicado a las simulaciones, con la meta de optimizar las condiciones de operación del sistema de admisión que permiten obtener la mezcla más homogénea en la entrada a uno de los cilindros del motor. Esta mezcla fue obtenida inyectando el Gas Natural a 10 bares y ubicando el inyector lo más cerca del múltiple de admisión.
Biografía del autor/a
Fabio Andrés Bermejo Altamar, Universidad Autónoma del Caribe, Barranquilla
Lesme Antonio Corredor Martínez, Universidad del Norte, Barranquilla
Referencias bibliográficas
Bermejo, F. y Corredor, L. (2008). Diesel replacement model for dual diesel-natural gas engines under urban traffic-operation. Proceedings of ES2008, ASME International conference on energy sustainability, August 10-14, Jacksonville, FL, USA. ES2008-54286.
Campbell, A.; Hadday, J.; Zhou, Ch. (2006). CFD analysis of heat exchanger and aftercooler for diesel marine engines. ASME, IMECE2006-15982, Chicago, Illinois USA.
Corredor, L. y Bermejo, F. (2008). Conversión de los motores Diesel a Gas Natural utilizados en el transporte público de la ciudad de Barranquilla. Revista Gas Vehicular, Vol. 31, Marzo, pp. 48-52.
Carlucci, A.; De Risi, D.; Laforgia, F.; Naccarato, (2008). Experimental investigation and combustion analysis of a direct injection dual-fuel diesel–natural gas engine. Science Direct, Energy, pp. 256–263.
Derringer, G. y Suich, R. (1980). Simultaneous optimization of several response variables. Journal of Quality Technology, Vol. 12, pp. 214-219.
Gilkes, O. (2006). Computer simulation of air injection to inlet manifold on turbocharged Engines, Huddersfield University, F2006SC35, England.
Hountalas, D., Papagiannakis, (2000). Development of a simulation model for direct-injection, dual-fuel, diesel- natural gas engines. SAE, 0286.
Karim, A. y Chengke L., (2007). 3D-CFD Simulation of diesel and dual fuel engine combustión. ASME, ICEF2007-1621, Charleston, South Carolina, USA.
Li, G.; Ouellette, P., Dumitrescu, S.; Hill, P. (1999). Westport Research Inc, Universidad de British Columbia. Optimization study of pilot-ignited natural gas direct-injection in diesel engines. SAE, 3556.
Mitzlaff, K. (1988). Engines for biogas, theory, modification, economic operation. GATE GTZ, Wiesbaden, Alemania, pp. 34.
Seenikannan, P.; Periasamy, VM.; Nagaraj, P. (2008). A design strategy for volumetric efficiency improvement in a multi-cylinder stationary diesel engine and its validity under transient engine operation. American Journal of Applied Sciences, 5 (3), pp.189-196.
Winterbone, D.; Pearson, R. (2000). Theory of engine manifold design. Wave action methods for IC engines. Professional Engineering Publishing.
Cómo citar
Descargas
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Se autoriza la reproducción total o parcial de los documentos publicados en la Revista siempre y cuando se cite la fuente y el autor.
