Determinación mediante AVLFire y modelado CFD de los coeficientes de descarga de las válvulas admisión/escape de un motor diésel marino

Abstract

La problemática general que se pretende resolver con la realización de este Trabajo de Fin de Grado consiste en la obtención de los coeficientes de descarga de las pipas de admisión y de escape de un motor diésel de cuatro tiempos empleado en el ámbito de la propulsión marina y/o la generación eléctrica estacionaria. El objetivo principal es caracterizar los coeficientes de descarga de las pipas y las válvulas en sus distintos grados de apertura (alzados) de manera que se pueda ajustar el comportamiento de dicho coeficiente a ecuaciones con las que caracterizar pipas y conductos de admisión y escape. De esta manera, es posible ajustar el proceso de renovación de la carga de los cilindros en simulaciones de motores completos con softwares como AVL Boost. Se considerarán también otras variables importantes que influyen en el proceso, tales como los saltos de presión en los volúmenes de control que toman parte en dicha renovación de la carga. La herramienta seleccionada para el desarrollo de este trabajo es el software AVL Fire, especializado en la simulación de problemas relacionados con la dinámica computacional de fluidos (CFD, por sus siglas en inglés) cuando hay implicados procesos de combustión. No obstante, se hace necesario también el uso de otros softwares externos a AVL para la fase de modelado, como puedan ser Solidworks y Meshlab, y Excel para la obtención de los modelos de regresión ajustados del comportamiento de los coeficientes de descarga. Antes de entrar a comentar los detalles del proyecto en sí, cabe destacar que, pese a que al principio estaba proyectado trabajar también sobre la pipa de escape del motor, se ha preferido estudiar en detalle el comportamiento y caracterización de la pipa de admisión, analizándolos tanto en flujo directo o normal como en flujo inverso, lo que permite extraer una mayor cantidad de información útil del estudio. Como se comentará en la sección 7, dado que la pipa de escape y el conjunto de escape también han sido modelados, el estudio de su comportamiento podría formar parte de un nuevo proyecto posterior análogo a este