Riassunto analitico
Il lavoro di tesi è il risultato dell’attività di tirocinio svolta presso il LaboratorioRosso del DIEF dell’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia. L’elaborato è incentrato sullo studio degli effetti dell’iniezione di acqua in un motore a combustione interna tramite un approccio CFD-3D. Concentrando l’attenzione sui motori ad accensione comandata, i vantaggi che offre l’utilizzo dell’acqua derivano principalmente dalle sue proprietà fisiche, in particolare l’elevato valore del calore latente di evaporazione che può essere sfruttato dunque per abbassare la temperature della miscela fresca durante la fase di aspirazione e compressione determinando dunque una diminuzione della probabilità che si verifichino combustioni anomale. Ovviamente l’aggiunta di un inerte può portare ad un rallentamento del processo di combustione da cui derivano prestazioni inferiori, per cui è necessaria una ricalibrazione della combustione per ottenere gli stessi target.
Il motore oggetto di studio è quello utilizzato dall’UNIMORE per partecipare alla competizione per monoposto ibride di Formula Student e attraverso simulazioni CFD-3D si è studiata l’iniezione diretta di acqua in camera di combustione. Come criterio di partenza per valutare la massa di acqua da iniettare si è utilizzata una strategia a pari calore sottratto per evaporazione, ossia passando da una miscela ricca a una stechiometrica di benzina si ottiene lo stesso raffreddamento della carica. Lo studio è proseguito andando ad aumentare la massa di acqua iniettata con lo scopo di ottenere delle prestazioni target, paragonabili a quelle del motore di partenza, e per cercare di massimizzare gli effetti vantaggiosi dell’utilizzo di acqua si è valutata la possibilità dell’aumento del rapporto di compressione, a cui è direttamente legata l’efficienza del ciclo termodinamico.
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