Riassunto analitico
Questo lavoro rientra nell’attività di ricerca svolta presso la facoltà di Ingegneria del veicolo “Enzo Ferrari “di Modena, sotto la supervisione del Professore A. D’Adamo. In particolare, la tesi focalizza l’attenzione sul comportamento dell’idrogeno all’interno dei motori, non adottando alcuna modifica strutturale proprio, appunto, per constatare l’efficacia o meno, di tale combustibile su un impianto motoristico già ben consolidato il cui scopo originario è quello di essere alimentato con combustibili convenzionali, come la benzina. Tutto lo studio si fonda nell’utilizzo della fluidodinamica computazionale (CFD), in particolare con il software per analisi interno cilindro Star-CD con il quale sono state simulate diverse miscele contenenti idrogeno ed isottano, in modo tale da avere la possibilità di vedere in dettaglio l’influenza dell’idrogeno e la sua efficacia. Tutte le simulazioni hanno come cardine la condizione stechiometrica, ovvero l’utilizzo di una miscela aria/combustibile, tale per cui si abbia una combustione completa, senza sprechi di carburante. Mentre nel primo capitolo sono esposti i principali studi sull’argomento trattato, nel secondo è stata effettuata una breve ma necessaria trattazione sulla combustione e sul modello di combustione utilizzato per i nostri scopi, ovvero G-Equation; spiegando e mostrando, in dettagli, come è avvenuta la calibrazione dello stesso, affinché i risultati ottenuti potessero avere validità su base sperimentale. L’obiettivo viene decritto ampiamente nel terzo ed ultimo capitolo, nel quale vengono esposti i risultati di ogni simulazione messi a confronto. Da questa prima analisi si è notato il grande limite legato all’idrogeno, ovvero la sua bassa massa molecolare a causa della quale esso sviluppa una energia teorica minore rispetto all’isottano. Affinché sia possibile avere una transizione da benzina ad idrogeno, è necessario che quest’ultimo sviluppi una energia paragonabile a quella dell’isottano. Per risolvere questo problema, sono state proposte 3 soluzioni distinte: modifica boundary di pressione; modifica boundary di temperatura; modifica composizione miscela in particolare utilizzo miscela ricca. Tutti i risultati, poi, vengono esposti mostrando quale sia la soluzione migliore in termini di potenza in uscita ma anche di realizzazione pratica.
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