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Development of CFD Tools for Large Marine Diesel Engine Applications

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Motori nautici diesel ecologici ad alta efficienza

I ricercatori finanziati dall'UE si sono avvalsi dello stato dell'arte degli strumenti di calcolo avanzati per migliorare la progettazione di motori nautici diesel.

Tecnologie industriali

I motori a combustione interna (ICE) si basano sulla combustione del carburante con un comburente (solitamente aria) in una camera di combustione per produrre grandi forze, trasformando così l'energia chimica in energia meccanica. La comprensione dettagliata dell'"aerotermochimica" dietro il funzionamento dei motori a combustione interna facilita la progettazione di sistemi di propulsione più potenti, efficienti ed ecologici. I ricercatori europei hanno dato inizio al progetto MARINECFD ("Development of CFD tools for large marine diesel engine applications") per indagare i fenomeni di miscelazione e combustione all'interno di bombole tramite lo stato dell'arte della fluidodinamica computazionale (CFD) con l'obiettivo di ridurre gli inquinanti nocivi, migliorando al contempo l'efficienza del motore. Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo modello di atomizzazione del combustibile spray per incentivare l'utilizzo dell'olio combustibile pesante (HFO) nelle applicazioni nautiche, nonché modificare i modelli di evaporazione già esistenti per tenere conto dei carburanti multicomponente e migliorare le previsioni di trasferimento del calore. In realtà, la perdita di calore dovuta alla radiazione termica nelle pareti del motore può rappresentare fino alla metà di tutte le perdite di calore ed è spesso poco descritta dai modelli convenzionali. Pertanto, il modello dettagliato di trasferimento del calore applicato per la prima volta alle simulazioni di motori nautici diesel di grandi dimensioni dovrebbe avere un impatto importante sui progetti futuri. L'aggiunta di acqua alla camera di combustione è un modo promettente per ridurre i livelli nocivi di ossidi di azoto (NOx). Gli investigatori hanno condotto studi computazionali delle tecniche di aggiunta di acqua con una massa d'acqua iniettata pari ad un sorprendente 40% della massa di combustibile. Ad oggi, gli scienziati del progetto MARINECFD hanno fornito preziosi strumenti e metodologie per ottimizzare la combustione nei motori nautici diesel, riducendo le emissioni nocive. La ricerca e lo sfruttamento continui dei risultati dovrebbero facilitare la progettazione ottimale del motore per i motori ad alta efficienza in grado di soddisfare le normative internazionali sulle emissioni, fornendo inoltre un vantaggio competitivo ai produttori europei di motori e dell'industria nautica, proteggendo al contempo il pianeta.

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