Riassunto analitico
Nell'ambito di modellazione della combustione l'approccio tipicamente utilizzato è quello di considerare il combustibile come mono-componente. Tuttavia, un combustibile reale è un complesso blend di centinaia di idrocarburi di differente natura, con differenti proprietà chimiche e fisiche (ad esempio, pressione di vapore e peso molecolare). La necessità di una modellazione che rifletta questo complesso comportamento è dovuta all’influenza che la composizione del combustibile ha sul tasso di evaporazione e di stratificazione dei differenti idrocarburi nella camera di combustione. Il lavoro di tesi è incentrato sulla possibilità di simulare la combustione di un motore a combustione interna attraverso il software CFD-3D STAR-CD applicando una modellazione multi-componente, essendo quest’ultima più fedele alle caratteristiche del combustibile reale. Tuttavia, il costo computazione è maggiore rispetto alla modellazione a mono-componente. A partire da analisi di iniezione, formazione della miscela e combustione con un modello mono-componente, si sono analizzati i risultati numerici con i dati sperimentali forniti dalla Oxford Brookes University (OBU, UK). Il passo successivo del lavoro è stato quello di effettuare un’analisi dell’iniezione multi-componente in volumi quiescenti, in cui sono stati importati gli iniettori del motore di ricerca al fine di simulare lo stesso iniettore usato nel modello di camera di combustione. In conclusione, si osserva che a pari condizioni di iniezione, utilizzando la modellazione single-component l’evaporazione del combustibile è più rapida, influenzando la preparazione della miscela aria/combustibile e la velocità di combustione. Inoltre, si osserva che la formazione e la sopravvivenza di film liquido di combustibile nel caso di modellazione multi-componente è decisamente maggiore e prolungata rispetto alla modellazione mono-componente, al punto da essere ancora presente in aree del pistone e della canna cilindro al momento di avvio della combustione. Questo comportamento è rilevato solo utilizzando una modellazione avanzata (multi-componente) della formulazione di combustibile, che permette di considerare proprietà come la volatilità più prossime a quelle del combustibile reale.
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