Simulação estocástica de combustão em motores diesel

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nunes, Paulo Gustavo Krejci, 1985-
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/16299
Resumo: Orientador: Waldyr Luiz Ribeiro Gallo
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spelling Simulação estocástica de combustão em motores dieselStochastic simulation of combustion in diesel enginesCombustíveis dieselModelos estocásticosVariabilidadeCombustãoDiesel fuelsStochastic modelVariabilityCombustionOrientador: Waldyr Luiz Ribeiro GalloTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Neste trabalho, um modelo de simulação de combustão do tipo estocástico foi implementado em um simulador do tipo zero-dimensional desenvolvido previamente por Nunes (2017). Para validação, o modelo foi comparado com resultados disponíveis na literatura para um motor monocilíndrico diesel de injeção direta e naturalmente aspirado. Em seguida, o modelo foi comparado com dados experimentais de um motor diesel veicular comercial, seis cilindros, quatro tempos, turbo-arrefecido de injeção direta em quatro condições de operação. Como forma de explorar recursos do simulador, este último motor foi simulado nas três seguintes condições de operação: operação sem intercooler, carga parcial e velocidade parcial, sendo estes dois últimos com intercooler. A retirada do intercooler reduziu a potência de eixo e aumentou o consumo específico de combustível. Demais parâmetros de desempenho estão discutidos ao longo da tese divididos em subseções. Devido a natureza aleatória do modelo estocástico, há variação ciclo a ciclo de liberação de energia de combustão, resultando em variações sobre a potência de eixo do motor. Além de apresentar a implementação de um modelo estocástico para simulação de combustão, este trabalho tem como objetivo analisar a variabilidade do modelo estocástico e sua influência sobre parâmetros de desempenho em relação aos valores médios e de desvio padrão de pressão máxima de combustão ciclo a ciclo real. Foi necessário o desenvolvimento de modelos de atraso de ignição para dois combustíveis substitutos (índice de cetano de 35 e 45), em que o período de atraso de ignição total, de pré-mistura e fração de combustão de pré-mistura são parâmetros fundamentais para a simulação da liberação de energia por combustão em duas etapas (pré-mistura e difusiva). O desvio padrão máximo encontrado para a máxima pressão de combustão foi de 0,66 bar para bmep de 6,52 bar, sendo que a literatura aponta até 1,9 bar para bmep de 4,91 bar, indicando que variações de resultados do modelo estocástico são inferiores às condições reais. Os demais resultados com seus respectivos valores médios e de desvio padrão são apresentados ao longo do trabalhoAbstract: In this study, we implemented a stochastic combustion simulation model in a zero-dimensional simulator previously developed by Nunes (2017). For validation, we compared the model with results available in the literature for a naturally aspirated direct injection single-cylinder diesel engine. Then, we compared the model with experimental data from a commercial vehicle diesel engine, six cylinders, four stroke, direct injection turbo-cooled in four operating conditions. As a way of exploring the simulator’s resources, we simulated this last engine under the following three operating conditions: operation without intercooler, partial load and partial speed, the latter two with intercooler. Removing the intercooler reduced shaft power and increased specific fuel consumption. We presented and discussed other performance parameters throughout the thesis divided into subsections. Due to the random nature of the stochastic model, there is cycle-to-cycle variation in the release of combustion energy, resulting in variations in the engine shaft power. In addition to presenting the implementation of a stochastic model for combustion simulation, this study aims to analyze the variability of the stochastic model and its influence on performance parameters in relation to the average values and standard deviation of maximum combustion pressure cycle by real cycle. It was necessary to develop ignition delay models for two substitute fuels (cetane index of 35 and 45), in which the total ignition delay period, premix and premix combustion fraction are fundamental parameters for the simulation of energy release by combustion in two stages (premixing and diffusive). The maximum standard deviation found for the maximum combustion pressure was 0.66 bar for bmep of 6.52 bar, with the literature pointing to up to 1.9 bar for bmep of 4.91 bar , indicating that variations in results from the stochastic model are lower than real conditions. We presented others results with their respective mean and standard deviation values throughout the thesisAbertoDoutoradoTérmica e FluídosDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Gallo, Waldyr Luiz Ribeiro, 1954-Rufino, Caio HenriqueBizzo, Waldir AntônioBelchior, Carlos Rodrigues PereiraÀvila, Márcio Turra deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASNunes, Paulo Gustavo Krejci, 1985-20232023-11-10T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (159 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/16299NUNES, Paulo Gustavo Krejci. Simulação estocástica de combustão em motores diesel. 2023. 1 recurso online (159 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/16299. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1377341porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-03-28T19:16:15Zoai::1377341Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2024-03-28T19:16:15Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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