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Tesi etd-02202013-173656


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
COZZANI, DANIELE
URN
etd-02202013-173656
Title
Analisi CFD dell'iniezione di gas naturale attraverso iniettori outward-opening
Struttura
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA ENERGETICA
Commissione
relatore Prof. Martorano, Luigi
correlatore Dott. Zanforlin, Stefania
correlatore Dott. Antonelli, Marco
Parole chiave
  • metano
  • gas
  • iniezione diretta
  • iniettore
  • motore
  • AVL Fire
  • CFD
Data inizio appello
08/03/2013;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
08/03/2053
Riassunto analitico
È stata valutata, mediante simulazioni in 2D e 3D, l’efficacia dell’adozione dell’iniettore<br>Synerject Strata-IAP per l’iniezione diretta di metano in un motore di cilindrata unitaria 250<br>cm3 di concezione motociclistica.<br>Per le simulazioni in 2D è stato adottato un modello geometrico semplificato che ha<br>consentito di indagare il processo dell’efflusso con accuratezza e tempi di calcolo ragionevoli.<br>Questo ha consentito di indagare l’effetto di svariati dettagli geometrici, oltre a diversi livelli<br>di pressione.<br>Le numerose varianti geometriche considerate hanno evidenziato la grande difficoltà di<br>raggiungere la stratificazione della carica, target ottimale specie ai carichi medio-bassi. In via<br>subordinata, ai fini pratici è da perseguire una miscelazione quanto più completa possibile per<br>assicurare l’accensione e la corretta combustione del metano, il cui campo di infiammabilità<br>non è molto vasto.<br>L’iniettore Strata-IAP ha un comportamento soddisfacente per il raggiungimento<br>dell’uniformità della miscela purché venga modificato per farlo funzionare ad almeno 18 bar.<br>Sulla base delle simulazioni 2D, è stato collocato nell’alloggiamento originale del motore<br>l’iniettore Strata-IAP minimamente modificato e con una pressione di iniezione di 18 bar.<br>Dal lavoro di generazione delle griglie di calcolo si può concludere che il ricorso a griglie<br>multiblocco strutturate nel caso di geometrie complesse consente, a fronte di un impegno<br>significativo, di ottenere soddisfacenti distribuzioni delle celle e ridotti tempi di calcolo.<br>Le simulazioni 3D hanno mostrato come, nonostante la elevata pressione di iniezione, al<br>momento dell’accensione la carica rimane confinata nella periferia del cilindro. Questo a<br>causa di due limitazioni importanti:<br>•<br>•<br>L’orientazione fortemente tangenziale dell’asse dell’iniettore , pur adatta all’iniezione<br>ritardata di benzina, non ha permesso al combustibile di distribuirsi fino al centro della<br>camera di combustione.<br>la chiusura tardiva delle valvole di aspirazione, tipica di un motore sportivo, limita il tempo<br>disponibile per il processo di miscelazione<br>Prima di procedere con la sperimentazione, saranno necessarie ulteriori simulazioni 3D con<br>diversi posizionamenti e orientazioni dell’iniettore.<br>
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