Silniki spalinowe wewnętrznego spalania do przeglądu W ramach projektu MINNOX zostały opracowane nowe urządzenia pomiarowe mające na celu umożliwienie lepszego zrozumienia powiązania między tworzeniem się tlenku azotu (NOx) a procesem wymiany ciepła. Wraz z zaawansowanymi technikami symulacyjnymi można wykorzystać duże rezerwy w zakresie optymalizacji silników spalinowych ze spalaniem wewnętrznym w celu zmniejszenia niebezpiecznych dla środowiska emisji. Zmiana klimatu i środowisko © Shutterstock Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy skutecznym sposobem osiągnięcia drastycznych redukcji określonych przez ustawodawców w zakresie emisji tlenków azotu (NOx) przez silniki spalinowe ze spalaniem wewnętrznym jest kalibracja układów końcowego oczyszczania gazów wydechowych. W tym celu został opracowany techniczny model turbulentnego transferu ciepła i masy uwzględniający wszystkie ważne zjawiska fizyczne zachodzące w silnikach samochodów osobowych oraz pojazdów użytkowych. Model opracowany w ramach projektu MINNOX na podstawie szczegółowych numerycznych analiz struktury turbulencji i przepływów okazał się wystarczająco prosty, aby można było zastosować go w programach do obliczeniowej dynamiki płynów. Co ważne, odcisk termiczny na warstwie lepkiej blisko ściany ograniczającej przepływ został włączony do symulacji zarówno dla silników spalinowych o spalaniu wewnętrznym, jak i innych podobnych zastosowań przemysłowych. Weryfikacja nowo opracowanego modelu została uzyskana dla wyidealizowanych konfiguracji przepływu poprzez porównanie oszacowanych numerycznie prognoz z wzorcowymi danymi doświadczalnymi dostarczonymi przez partnerów z King's College w Londynie. Te badania doświadczalne zostały podjęte w celu lepszego zrozumienia pulsujących przepływów i opracowania dokładnych wytycznych projektowych dla bardziej skutecznych wymienników ciepła. Wpływ częstotliwości napędowych i amplitud narzuconych pulsacji przepływu oraz wartości liczby Reynoldsa na zmierzone ilości został zbadany za pomocą specjalnego sprzętu doświadczalnego. Okresowe zaburzenia prędkości można wprowadzać do przepływu płynu w urządzeniu do wizualizacji przepływu w obiegu zamkniętym poprzez obracanie zaworu napędzanego silnikiem elektrycznym o zmiennej prędkości. Przewiduje się, że sprzęt, który został zaprojektowany i wykonany specjalnie w celu przeprowadzania pomiarów transferu ciepła oraz nieustalonych przepływów płynów, będzie mógł w przyszłości dostarczać także wiarygodnych danych doświadczalnych w celu udoskonalenia modelowania turbulencji. Badania dotyczące potencjalnego wykorzystania pulsacji przepływu jako sposobu wzmocnienia transferu ciepła prowadzącego do znacznych oszczędności energii mogą zostać rozszerzone na inne zastosowania.
