Combustion speed in ICE: thermodynamic model for combustion speed, expansion speed, data base.

Abstract

Se realiza un análisis de la velocidad de combustión turbulenta de premezclas en un motor de combustión interna utilizando como combustibles gas natural, hidrógeno y mezclas intermedias, con diferente relación aire-combustible y velocidades del motor. La velocidad de combustión turbulenta se ha calculado mediante un modelo termodinámico de diagnóstico de dos zonas combinado con un modelo geométrico utilizando la hipótesis de frente de llama esférico. Se han analizado 48 condiciones de funcionamiento. En cada punto de prueba, se procesó el registro de presión de 200 ciclos para calcular la velocidad media de combustión turbulenta para cada radio del frente de llama. Se ha establecido una expresión de la velocidad de combustión turbulenta en función de la intensidad de la turbulencia y la relación de velocidades de combustión laminar; escala espacial integral y relación de espesor de combustión laminar teniendo en cuenta las inestabilidades en el frente de llama. La conclusión de este estudio inicial es que la posición del frente de llama tiene una gran influencia en la expresión para calcular la velocidad de combustión. Se ha obtenido una correlación válida unificada para todas las posiciones del frente de llama añadiendo un término de corrección basado en la velocidad de expansión como fuente de turbulencia. Esta correlación unificada es válida para todas las condiciones experimentales de tipos de combustible, relaciones aire-combustible, velocidades del motor y posición frontal de la llama. La correlación se puede utilizar en modelos predictivos cuasidimensionales para determinar el calor liberado en un ICE.