Skip to main content

Development of CFD Tools for Large Marine Diesel Engine Applications

Article Category

Article available in the folowing languages:

Motores diésel marítimos ecológicos de alta eficiencia

Un grupo de investigadores financiado por la Unión Europea ha impulsado la evolución de las herramientas de computación para mejorar el diseño de los motores diésel para uso marítimo.

Tecnologías industriales

Los motores de combustión interna (ICE) se basan en la quema de combustible con un oxidante (generalmente aire) en una cámara de combustión a fin de generar fuerzas de gran magnitud y convertir la energía química en energía mecánica útil. Conocer en detalle la compleja «aerotermoquímica» detrás del funcionamiento de los motores de combustión interna facilita diseñar sistemas de propulsión más potentes, con un consumo de combustible más eficiente y más ecológicos. Un grupo de investigadores europeos inició el proyecto MARINECFD («Desarrollo de herramientas CFD para grandes aplicaciones de motores diésel de uso marítimo») con el fin de investigar los fenómenos de mezcla y combustión que se producen dentro de los cilindros mediante dinámica computacional de fluidos (CFD) avanzada con el objetivo de reducir la emisión de contaminantes perjudiciales y aumentar la eficiencia de los motores. Los investigadores desarrollaron un nuevo modelo de atomización para la pulverización de combustible que permitiese utilizar fuelóleo pesado (HFO) en aplicaciones marítimas y también modificaron los modelos de evaporación existentes para poder utilizar combustibles multicomponente y mejorar las predicciones de la transferencia de calor. De hecho, las pérdidas de calor debidas a la radiación térmica en las paredes de los motores son responsables de hasta la mitad de las pérdidas totales de calor y, a menudo, los modelos convencionales no las describen suficientemente bien. Por este motivo, la aplicación del modelo de transferencia de calor detallado por primera vez a la simulación de grandes motores diésel de uso marítimo debería tener un impacto importante sobre los diseños futuros. Añadir agua a la cámara de combustión es una forma prometedora de reducir los niveles de generación de óxidos de nitrógeno perjudiciales (NOx). Los investigadores realizaron estudios computacionales de las técnicas de incorporación de agua con una masa de agua inyectada sorprendentemente elevada, de hasta el 40 % de la masa de combustible. Hasta la fecha, los científicos de MARINECFD han proporcionado herramientas y métodos valiosos para optimizar la combustión en los motores diésel de uso marítimo y, a la vez, reducir las emisiones peligrosas. La continuación de la investigación y la explotación de los resultados debería permitir optimizar el diseño de los motores y obtener motores de alta eficiencia que cumplan las normas internacionales que regulan las emisiones, lo cual proporcionaría una ventaja competitiva a los fabricantes europeos de motores y el sector marítimo y, a la vez, contribuiría a proteger el planeta.

Descubra otros artículos del mismo campo de aplicación