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Dati sperimentali per la ricerca sui motori Diesel

Per semplificare la verifica dei modelli, la Chalmers University of Technology ha costruito un vasto database contenente dati relativi al flusso, alla fiamma e alla temperatura ricavati da un motore Diesel.

Energia

I modelli numerici sono strumenti molto importanti che i progettisti utilizzano per lo sviluppo dei motori. Tuttavia, i modelli non sono perfetti e devono essere sottoposti a continue verifiche con dati sperimentali. Lo scopo del progetto MINNOX, finanziato dal Quinto Programma Quadro, era la riduzione delle emissioni di ossido di azoto (NOx) dai motori a combustione interna (ICE). La ricerca si è basata fondamentalmente sulle tecniche di modellazione, per cui era indispensabile la disponibilità di dati reali sui motori per un confronto. La Chalmers University of Technology, un partner svedese del progetto MINNOX, ha eseguito numerosi esperimenti differenti e ha unificato i risultati in un singolo database. Come banco di prova è stato utilizzato un motore Diesel due litri monocilindrico a iniezione diretta (DI). Sono stati impiegati due pistoni differenti per fornire misurazioni della temperatura ad elevata risoluzione sulla superficie del pistone e nella testa del cilindro. Contemporaneamente, è stata analizzata la concentrazione di ossidi di azoto e di altri agenti inquinanti nel flusso di scarico. È stata monitorata, inoltre, la pressione del cilindro e altri parametri, al fine di giungere a una stima della dispersione termica totale. In una seconda fase, è stato aggiunto un endoscopio per riprendere le immagini della fiamma. Prima di eseguire la registrazione, è stato necessario attendere il riscaldamento del motore per evitare interferenze dovute allo sviluppo di particolato carbonioso. Successivamente, è stata utilizzata la teoria pirometrica per calcolare la temperatura di fiamma che produce particolato carbonioso e il fattore KL del particolato carbonioso. Per le serie finali di esperimenti, sono state eseguite ulteriori modifiche al motore per l'incorporazione di una strumentazione ottica. In particolare, è stata impiegata l'anemometria laser doppler (LDA) per raccogliere le informazioni sul campo di flusso nella camera di combustione. I dati provenienti dalle tre fasi sperimentali sono stati inseriti in un database centrale, che è stato reso disponibile agli altri membri del consorzio MINNOX per la verifica dei modelli.

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