Estudio computacional de la combustión premezclada de un gas producto de la gasificación de biomasa en un motor de combustión interna (MCI)

Esta investigación tiene por objetivo principal la optimización computacional de un motor de combustión interna encendido por chispa, alimentado con un gas de síntesis producto de la gasificación de biomasa. Para lograr esto, KIVA se utiliza como plataforma de simulación y se desarrolla un modelo tridimensional del dominio, considerando los procesos de admisión y escape en las pruebas realizadas computacionalmente. En este proceso se somete el modelo a un estudio de convergencia de malla para elegir la discretización espacial adecuada. Buscando evaluar la veracidad de los resultados obtenidos en las simulaciones, se hace una comparación respecto a datos experimentales reportados de la literatura. Para la optimización computacional, se utiliza una subrutina que acopla KIVA al algoritmo genético NSGA II. El proceso de optimización se realiza a 2500 [RPM] y 4500 [RPM], buscando maximizar la eficiencia térmica indicada y minimizar las emisiones de NO, variando la relación de equivalencia en la cámara de combustión. De los resultados se deduce que el rendimiento del motor presenta sus valores óptimos para mezclas cercanas a la estequiométrica. En esta misma zona las emisiones de CO son mínimas, pero también se presentan elevadas concentraciones de CO2 y las mayores emisiones de NO. Se observa que es admisible obtener concentraciones de NO, eficiencias térmicas indicadas y emisiones de CO similares o mejores a las conseguidas en la operación convencional del motor, es decir cuando este es alimentando con gasolina.

• Autores: Pérez Gordillo, David Sebastian
• Fecha de publicación: 2019
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/76467
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/76467; http://bdigital.unal.edu.co/72884/
• Palabra clave: Motor de combustión interna; Optimización computacional por algoritmos genéticos; Gas de síntesis; Simulación 3D; Ignición por chispa; Gas derivado de biomasa; Simulación de ciclo abierto; Internal combustion engine; 3D simulation; Computational optimization; Synthesis gas; Spark ignition; Gas derived from biomass; Simulation of open cycle
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional