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Experimental and cfd technology for preventive reduction of diesel engine emissions caused by cavitation erosion (PREVERO)

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Strumenti di modellizzazione per i fabbricanti di motori diesel

Il Laboratoire des Ecoulements Géophysiques et Industriels ha sviluppato e validato un nuovo modello che stima con accuratezza l'usura del motore dovuta a cavitazione.

Cambiamento climatico e Ambiente

La cavitazione, cioè la formazione e successiva rottura di bolle nella camera del cilindro, può ridurre sensibilmente la durata di vita prevista dei motori diesel. Può inoltre limitare le prestazioni del motore e provocare un indesiderabile inquinamento atmosferico. Gl'ingegneri che hanno partecipato al progetto PREVERO hanno voluto migliorare i motori diesel riducendo la cavitazione e le emissioni nocive. Per valutare nuovi progetti e materiali dei cilindri, era necessario sviluppare uno strumento che consentisse di stimare i danni da cavitazione. Il lavoro è stato svolto dal Laboratoire des Ecoulements Géophysiques et Industriels (LEGI) del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Francia, che ha utilizzato un approccio empirico per definire il rapporto tra profondità della cavità e corrispondente carico idrodinamico. Il rapporto è stato poi usato in un modello di erosione basato sul tasso di vaiolatura, diametro medio della cavità e ampiezza media dei carichi d'impatto. Con le misurazioni inserite dal Laboratoire de Thermodynamique et Physico-Chimie Métallurgique (LTPCM), il modello calcola il tempo caratteristico necessario affinché l'intera superficie esposta sia ricoperta da cavità non sovrapponentesi e la lunghezza caratteristica dello strato rigido sottostante. Lunghezza e tempo caratteristici vengono combinati con un fattore per elaborare il tasso di erosione, noto come MDPR (Mean Depth of Penetration Rate). È inoltre possibile estrapolare il tempo di incubazione dal tempo caratteristico, dopo un aggiustamento per l'ampiezza del carico. L'implementazione del modello nel corso del progetto PREVERO ha mostrato un buon accordo con le misure di laboratorio della perdita reale di massa. Il modello consentirà agl'ingegneri di avere un insuperabile strumento per determinare l'efficienza dei prototipi di nuovi motori nel combattere la cavitazione.

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