[EN] Since the last two decades of the XX century and still nowadays the automotive industry has resorted to the very understanding of the combustion process. Regarding the Diesel engine many contributions has been built from the machine itself or test rigs that simulate real operating conditions. Based on that, the use of non-intrusive optical techniques has propelled the understanding of Diesel combustion phenomena, and extended conceptual models as Dec stablishes the Diesel flame morphology from the visualization of the injection/combustion process. From such combustion process picture, a review of the current state of the art has been done in order to assess on the still remain questions of the injection/combustion areas open to knowledge contribution. In that sense, it has been identified that Diesel flame transient evolution turns contradictory either on the final penetration result or the difficulties involved with reacting spray studies. While the quantification of the soot and its temperature in diffusive conditions might be related with high uncertainties of the experimental set-up, i.e. with the final result. The approach of this thesis is experimental; therefore, it considers the experimental conditions to ideally address the investigation with two main optical techniques, schlieren visualization and the two color method. Regarding the first one, the solution to saturation of the camera sensor enabled a reliable penetration on the reacting spray penetration. This technique added value has helped to evaluate two different test rigs in order to define the ideal environment (optical technique + test rig) to better describe the reacting spray. Regarding two color thermometry, experimental calibration has helped to define the basis to obtain a spatial relationship of images with different spectral information and to significantly improve the technic results. As a result, using standard techniques to investigate lift-off length of diffusion flames has helped to establish that the schlieren image with temporal resolution is feasible from the radial expansion in the auto-ignition area. Schlieren results: penetration, inert and reactive spray angle and lift-off have supported the description of the evolution of penetration flame phases, which compared with an inert jet have been modified by the establishment of the combustion. Depending on the radial and axial flame expansion the process description can be modified according to the variation of combustion conditions. Although, in the overall description framework the 5 stages of penetration: inert, self-ignition and expansion, stabilization, acceleration and quasi stationarity are kept. On the other hand, research on competing fuels in the formation of soot as n-heptane and Diesel, has helped to establish the sensitivity of soot indicators under different operating conditions evaluated in an optical engine. As an overall, understanding the evolution of the flame front penetration and soot formation in diffusive flames provides an extensive data with which it is possible to feed complex calculation models as the CFD and thus, provide additional elements for comprehending the radial and axial flame expansion processes; something that in the present work has been analyzed only from the macroscopic point of view document. / [ES] A lo largo de las dos últimas décadas del final del siglo XX y aún hasta la actualidad la industria de automoción ha recurrido al entendimiento de los procesos que gobiernan el proceso de combustión. En el caso del motor Diesel, muchos son los aportes que se han construido en tal sentido a partir de estudios sobre el motor propiamente dicho o a través de herramientas que simulan las condiciones de operación de este. Con ello, la introducción de medidas no intrusivas de carácter óptico ha impulsado el entendimiento del fenómeno de combustión Diesel. Conceptos tan amplios como el Dec establecen la morfología de la llama Diesel generados a partir de la visualización del proceso de inyección/combustión. A partir de esta fotografía del proceso de combustión, se ha hecho un revisión de cuál es el estado del arte actual con la finalidad de identificar los aspectos de inyección y combustión que en la literatura permanecen aún abiertos al aporte de conocimiento. En ese sentido, se ha identificado que el conocimiento de la evolución transitoria de llamas Diesel resulta contradictoria, bien por el resultado final de penetración o por la dificultad planteada al estudiar chorros reactivos. Mientras que en condiciones de combustión por difusión, la cuantificación del hollín y su temperatura parece estar relacionada con un alta incertidumbre asociada al desarrollo experimental, en sí, con el resultado final. El enfoque de esta tesis es experimental, y por tanto se plantean las condiciones experimentales para afrontar de manera idónea la investigación con dos técnicas ópticas principales, la visualización schlieren y la termometría de dos colores. Respecto a la primera, la solución al fenómeno de saturación de sensores de cámara de visualización ha permitido establecer una medida fiable de la penetración del chorro reactivo. Este valor agregado a la técnica, ha permitido evaluar dos instalaciones disponibles en el grupo de investigación donde se ha desarrollado la investigado y definir el entorno experimental técnica + instalación ideal para la descripción de evolución transitoria de la llama. Respecto a la termometría de dos colores, la puesta a punto experimental ha permitido establecer las bases para establecer una relación espacial de imágenes con información espectral diferente y mejorar sensiblemente el resultado de la técnica. Como resultados, el apoyo en técnicas estándar para la investigación de la longitud de lift-off de llamas de difusión, ha permito establecer comparativamente que la medida a partir de la imagen de schlieren con resolución temporal es factible a partir de la expansión radial en la zona de autoencendido. Los resultados de schlieren: penetración, ángulo de chorro inerte/reactivo y el lift-off han apoyado la descripción de las fases de la evolución de le penetración de llama, que en comparación con un chorro-inerte se ha visto modificada por el establecimiento de la combustión. Dependiendo de la expansión radial y axial de la llama la descripción del proceso puede modificarse según varían las condiciones de combustión, aunque el marco global de la descripción se mantienen las 5 fases de penetración: Inerte, autoencendido y expansión, estabilización, aceleración y cuasi estacionalidad. Por otra parte, la investigación sobre combustibles contrapuestos en la formación de hollín como el n-Heptano y Diesel, han permitido establecer la sensibilidad de indicadores de la cantidad de hollín y su en diferentes condiciones de operación evaluadas en un motor óptico. En conjunto, el entendimiento de la evolución del penetración del frente y de llama y la formación de hollín en llamas difusivas provee de una matriz de ensayos extensa con la cual es posible alimentar modelos de cálculos complejos como el CFD y así, proporcionar elementos adicionales para el entendimiento de los procesos de expansión radial y axial de la llama. Algo que en e / [CAT] Al llarg de les dues últimes dècades del final del segle XX i encara fins a l'actualitat la indústria d'automoció ha recorregut a l'enteniment dels processos que governen el procés de combustió. En el cas del motor Diesel, molts són les aportacions que s'han construït en aquest sentit a partir d'estudis sobre el motor pròpiament dit o a través d'eines que simulen les condicions d'operació d'aquest. Amb això, la introducció de mesures no intrusives de caràcter òptic ha impulsat l'enteniment del fenomen de combustió dièsel. Models conceptuals tan amplis com el de Dec estableixen la morfologia de la flama Diesel generats a partir de la visualització del procés d'injecció / combustió. A partir d'aquesta fotografia del procés de combustió, s'ha fet un revisió de quin és l'estat de l'art actual amb la finalitat d'identificar els aspectes d'injecció i combustió que en la literatura romanen encara oberts a l'aportació de coneixement. En aquest sentit, s'ha identificat que el coneixement de l'evolució transitòria de flames Diesel resulta contradictòria, bé pel resultat final de penetració o per la dificultat plantejada en estudiar dolls reactius. Mentre que en condicions de combustió per difusió, la quantificació del sutge i la seva temperatura sembla estar relacionada amb una alta incertesa associada al desenvolupament experimental, en si, amb el resultat final. L'enfocament d'aquesta tesi és experimental, i per tant es plantegen les condicions experimentals per afrontar de manera idònia la investigació amb dues tècniques òptiques principals, la visualització schlieren i la termometria de dos colors. Respecte a la primera, la solució al fenomen de saturació de sensors de cambra de visualització ha permès establir una mesura fiable de la penetració del doll reactiu. Aquest valor afegit a la tècnica, ha permès avaluar dues instal·lacions disponibles en el grup de recerca on s'ha desenvolupat el treball i definir l'entorn experimental tècnica + instal·lació ideal per a la descripció d'evolució transitòria de la flama. Respecte a la termometria de dos colors, la posada a punt experimental ha permès establir les bases per establir una relació espacial d'imatges amb informació espectral diferent i millorar sensiblement el resultat de la tècnica. Com a resultats, el suport en tècniques estàndard per a la recerca de la longitud de lift-off de flames de difusió, ha permès establir comparativament que la mesura a partir de la imatge de schlieren amb resolució temporal és factible a partir de l'expansió radial en la zona d'autoencesa. Els resultats de schlieren: penetració, angle de doll inert / reactiu i lift-off han donat suport a la descripció de les fases de l'evolució de la penetració de flama, que en comparació amb un doll inert s'ha vist modificada per l'establiment de la combustió. Depenent de l'expansió radial i axial de la flama la descripció del procés pot modificar-se segons varien les condicions de combustió, tot i que en el marc global de la descripció es mantenen les 5 fases de penetració: Inert, autoencesa i expansió, estabilització, acceleració i quasi estacionalitat . D'altra banda, la investigació sobre combustibles contraposats en la formació de sutge com el n-heptà i Diesel, han permès establir la sensibilitat d'indicadors de la quantitat de sutge i la seva en diferents condicions d'operació avaluades en un motor òptic. En conjunt, l'enteniment de l'evolució del penetració del front de flama i la formació de sutge en flames difusives proveeix d'una matriu d'assajos extensa amb la qual és possible alimentar models de càlculs complexos com el CFD i així, proporcionar elements addicionals per l'enteniment dels processos d'expansió radial i axial de la flama. Una cosa que en aquest document s'ha analitzat només des del punt de vista macroscòpic. / Briceño Sánchez, FJ. (2016). APORTACIONES AL ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN TRANSITORIA DE LLAMAS DE DIFUSIÓN DIESEL [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61485 / TESIS

[EN] Predicting thermal comfort perceived during wearing protective clothing is important especially for the head as it is one of the most sensitive body parts to heat. Since helmets typically induce an additional thermal insulation that impairs the heat dissipation from the head, a special attention should be drawn to a heat strain leading to a decrease of the cognitive performance and to adverse health effects. Thermal manikins allow systematic analysis of the heat and mass transfer properties of protective clothing. However, this methodology does not provide sufficient information about the local and the whole body human physiological response in different cases of use. The prediction of the physiological state of the body is provided by a thermophysiological model. However, they are not capable of accounting for complex heat and mass exchange processes at the skin surface when the clothing is worn. Thermal devices could measure the overall effect of these processes when wearing the given actual gear and being exposed to the surrounding environment. Several attempts to couple thermal manikins with physiological models have been undertaken, however, the partial coupling of a body part manikin with a physiological model has not been addressed so far. Hence, the aim of this work was to develop a novel thermophysiological human head simulator for headgear evaluation based on the coupling of a thermal head manikin with a thermophysiological model. This method would be able to realistically reproduce the effect of clothing on the heat and mass transfer from the head's skin to the environment. A thermal head manikin with a dedicated segmentation for headgear testing was evaluated for the thermophysiological human head simulator. This head manikin showed consistent when compared to previously published data of a less segmented head manikin and the more detailed investigation of the local heat transfer at head brought additional information regarding the contribution of the local design characteristics of the headgear to the overall heat exchange. The thermal head manikin was evaluated in the most demanding scenarios according to the human physiology. It was possible to consistently define four head parts, namely, forehead, cranial, face and neck parts. When heterogeneous surface temperature distribution was applied on the head manikin, the gradients between head parts could compromise the precision of skin temperature prediction at forehead and face. The passive heating and cooling responsiveness of the head manikin did not present any limitation for simulating sudden temperature step changes. However, when the manikin heating and cooling processes were modulated by the PI control with default settings, the time needed to reach the temperature set point was larger than the time required by the human physiology. The thermophysiological model was validated for prediction of global and local skin temperatures by comparing simulations against human experimental data in a wide range of conditions. The physiological model showed a good precision in general when predicting core and mean skin temperature. A reduced precision was observed for some local skin temperatures. Finally, the thermal head manikin and the physiological model were coupled to build up the thermophysiological head simulator. The comparison of the prediction of the coupled system with human experimental data in several scenarios showed a good agreement for rectal and mean skin temperatures. However, some greater discrepancy was observed for forehead temperature in exposures in which participants were exercising in warm environments. The representation of the human sweat evaporation could be affected by a reduced evaporation efficiency and manikin sweat dynamics. The industry will benefit from this thermophysiological human head simulator, which will lead to the development of helmet designs with enhanced thermal comfort, and therefore, with higher acceptance by users / [ES] Poder predecir el confort térmico durante el uso de indumentaria de protección es muy relevante especialmente en el caso de la cabeza, ya que es una de las partes más sensibles del cuerpo al calor. Los cascos y otros elementos de protección frente a impactos incorporan un aislamiento adicional que di-ficulta la disipación de calor en la cabeza. Los maniquís térmicos permiten analizar de manera sistemática las propiedades de transferencia de calor y humedad de la indumentaria de protección. Sin embargo, esta metodología no permite inferir la respuesta fisiológica del usuario cuando utiliza la prenda. Existen modelos termofisiológicos que permiten predecir la respuesta térmica humana pero presentan algunas limitaciones cuando se representan los procesos de transferencia de calor y humedad a través de la ropa. En este caso, un maniquí térmico podría cuantificar el intercambio real de calor que se pro-duce con el ambiente térmico cuando se viste una determinada prenda. Existen experiencias en las que un maniquí de cuerpo completo ha sido acoplado con un modelo termofisiológico. Sin embargo, el acoplamiento de un maniquí que representa únicamente una parte del cuerpo con un modelo de la fisiología humana no ha sido llevado a cabo hasta ahora. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo ha sido desarrollar una nueva metodología para evaluar cascos y equipos de protección para la cabeza basándose en el acoplamiento de un maniquí térmico de cabeza con un modelo fisiológico. Un maniquí térmico de cabeza ha sido evaluado para ser acoplado con un modelo termofisiológico. Sus medidas fueron consistentes con resultados anteriormente publicados realizados con un maniquí en menos seccionado. Este nuevo maniquí introdujo información adicional sobre la contribución en particular de las distintas características de diseño del casco al intercambio de calor global. El maniquí térmico de cabeza fue evaluado en los escenarios más extremos identificados para la fisiología humana. Se pudo identificar cuatro partes en el sistema acoplado, frente, cráneo, cara y cuello. En el caso de simular una distribución heterogénea de temperatura, los gradientes generados entre las diferentes partes podrían comprometer la precisión en la predicción de la temperatura de la piel en la frente y la cara. La capacidad pasiva de calentamiento y enfriamiento del maniquí de cabeza no supuso ninguna limitación para simular los cambios súbitos de temperatura de la piel pero cuando el control PI del maniquí moduló los procesos de calentamiento y enfriamiento, el tiempo necesario para alcanzar la temperatura de consigna fue mayor que el tiempo de reacción observado en la fisiología humana. Las predicciones de temperatura obtenidas con el modelo de la fisiología humana fueron validadas mediante la comparación con datos humanos experimentales. En general, el modelo mostró buena precisión para la predicción de la temperatura interna y la temperatura media de la piel. Sin embargo, la precisión observada fue menor para la predicción de algunas temperaturas locales. El maniquí térmico de cabeza y el modelo termofisiológico fueron acoplados. La comparación de las predicciones del sistema acoplado con datos humanos experimentales en diferentes escenarios mostró concordancia para la temperatura rectal y media de la piel. No obstante, se observó una mayor discrepancia en la predicción de la temperatura de la frente si se comparaba las simulaciones obtenidas con el modelo por sí solo y con el sistema acoplado en escenarios en los que los participantes realizaban actividad física ambientes cálidos. La representación de la evaporación del sudor humano en el sistema acoplado podría estar condicionada por una menor eficiencia en la evaporación y la respuesta dinámica de la sudoración del maniquí. La industria se podrá beneficiar de este sistema para avanzar en el desarrollo de nuevos productos que proporcionen / [CAT] Poder predir el confort tèrmic durant l'ús d'indumentària de protecció es especialment rellevant en el cas del cap, ja que és una de les parts més sensibles del cos a la calor. Els cascs incorporen un aïllament adicional que dificulta la dissipació de la calor al cap. Aquest fet és particularment dramàtic quan l'estrès tèrmic afecta negativament a la funció cognitiva i té efectes negatius sobre la salut. Els maniquins tèrmics permeten analitzar de manera sistemàtica les propietats tèrmiques de la indumentària de protecció. No obstant, aquesta metodologia no permet inferir la resposta fisiològica de l'usuari quan utilitza la indumentària. En l'actualitat existixen models matemàtics que permeten predir l'estat fisiològic del cos humà però presenten algunes limitacions quan es tracta de simular els complexos processos de transferència de calor i humitat que ocorren amb roba. En aquest cas, un maniquí tèrmic podria quantificar l'intercanvi real de calor que es produïx en l'ambient tèrmic quan es porta una determinada roba. Existixen experiències prèvies en les que un maniquí de cos complet ha sigut acoblat en un model de la fisiologia humana. No obstant, l'acoblament d'un maniquí que representa únicament una part del cos en un model de la fisiologia humana no ha sigut dut a terme fins ara. Per tant, l'objectiu d'aquest treball es desenvolupar una nova metodologia per a evaluar cascs i indumentària de protecció per al cap basada en l'acoblament d'un maniquí tèrmic de cap amb un model fisiològic. Un maniquí tèrmic de cap ha sigut valorat per a ser acoplat en un model de la fisiologia humana. Les mesures del maniquí van ser consistents amb els resultats publicats en maniquís menys seccionats. Aquest maniquí tèrmic de cap introduix informació adicional sobre la contribució particular de les dife-rents característiques del disseny dels cascs a l'intercanvi de calor global. El maniquí tèrmic de cap ha sigut valorat en els escenaris més extrems identificats per la fisiologia hu-mana. Es van poder identificar quatre parts al sistema acoblat, front, crani, cara i coll. En el cas de simular una distribució heterogènia de temperatura en la superfície del maniquí de cap, els gradients generats entre les diferents parts podria comprometre la precisió en la predicció de la temperatura de la pell en el front i la cara. La capacitat passiva de calfament i refredament del maniquí de cap no va suposar ninguna limitació per simular els canvis sobtats de temperatura de la pell observats en la fisiologia humana. No obstant, quant el control PI del maniquí modulà els processos de calfament i refredament, el temps necessari per alcançar la temperatura de consigna va ser major que el temps de reacció observat en la fisiologia humana. Les prediccions de temperatura obtingudes en el model de la fisiologia humana previst per formar part del sistema acoblat van ser validades amb dades humanes experimentals. En general, el model va mostrar una bona precisió en la predicció de la temperatura interna i la temperatura mitjana de la pell. No obstant, la precisió va ser menor en la predicció de las temperaturas locals. El maniquí tèrmic de cap i el model de la fisiologia humana van ser acoblats. La comparació de les prediccions del sistema acoblat amb dades humanes experimentals mostraren concordança en el cas de la temperatura rectal i mitjana de la pell. No obstant, s'observà una major discrepància en la predicció de la temperatura del front quant es comparaven les simulacions obtingudes en el model per sí mateix i el sistema acoblat en escenaris en els quals els participants realitzaven activitat física en am-bients càlids. La representació de l'evaporament del suor humà en el sistema acoblat podria estar con-dicionada per una menor eficiència en l'evaporament. La indústria es podra beneficiar d'aquest sistema per a avançar en el desenvolupament de nous productes que proporcione / Martínez Guillamón, N. (2016). Multi-sector thermophysiological head simulator for headgear research [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61487 / TESIS

[EN] The main objective of this thesis is the analysis and comprehension of the association of two different combustion concepts (premixed and diffusive combustion) on the pollutant emissions and engine performance in a mid-size Diesel engine. The evaluation is performed at mid and high load conditions, where the implementation of premixed combustion is generally challenging. The association of the two combustion modes is hard to attain in a conventional Diesel engine, especially the preparation of the premixed charge with early pilot injection. Therefore, the approach followed during the study has been divided in two main steps: first, the bibliography on the subject is reviewed and two strategies avoiding the main issues mentioned in the literature are grossly evaluated in order to estimate their potential for emission reduction. Second, a deeper study of the combustion processes and emissions formation is performed, focusing only on the partially premixed combustion strategies that actually have the potential for emissions reduction. Along the second part of the study, the association of premixed and diffusive combustion is evaluated together with variation of conventional calibration parameters such as the intake oxygen concentration (via exhaust gas recirculation), the boost pressure and the start of the main injection timing, at different engine speed and load conditions. A cross analysis of the results obtained is performed in order to understand the key reasons that permit the reduction of the pollutant emissions with this strategy. In a final part of the thesis, the partially premixed combustion strategies studied are confronted with the challenges they might face when really considered for their introduction in a production engine (oil-dilution, noise...) to finally conclude on their technological potential. / [ES] El objetivo principal de la Tesis es el an álisis y la comprensi ón de la asociaci ón de dos conceptos de combusti ón diferentes (combusti ón en premezcla y por difusi ón) en las emisiones contaminantes y las prestaciones en un motor Diesel de cilindrada media. La evaluaci ón se realiza en condiciones de media y alta carga, en la cuales la implementaci ón de una combusti ón premezclada es generalmente complicada. La asociaci ón de los dos modos de combusti ón es dif cil de conseguir en un motor Diesel convencional, especialmente la preparaci ón de la carga premezclada con inyecci ón piloto adelantada. Por esa raz ón, el estudio se divide en dos partes principales: primero se revisa la bibliograf ía acerca del tema, centrando la atenci ón en dos estrategias que permiten evitar los principales problemas evocados en la literatura, determinando su potencial para la reducci ón de las emisiones contaminantes. En un segundo lugar, se realiza un estudio m as profundo de los procesos de combusti ón y de formaci ón de contaminantes, centr ándose únicamente en las estrategias de combusti ón parcialmente premezclada que sí tienen el potencial para reducir las emisiones contaminantes. En la segunda parte del estudio, se aborda la asociaci ón de combustiones premezclada y por difusi ón junto con la variaci ón de par ametros de calibraci on convencionales como la concentraci ón de ox ígeno en la admisi ón (por medio de recirculaci ón de los gases de escape), la presi ón de sobrealimentaci ón y el inicio de la inyecci ón principal, en diferentes condiciones de r egimen y de carga del motor. El an álisis cruzado de los resultados se realiza con el af án de entender las razones claves de los procesos que permiten la reducci ón de las emisiones contaminantes con esta estrategia. Como etapa final de esta tesis, se confrontan las estrategias de combusti ón parcialmente premezclada estudiadas con los problemas a los cuales podr ían llevar si realmente se considerar a su implementaci ón y un motor de serie (diluci ón de aceite, ruido...) para finalmente concluir sobre su potencial tecnol ógico. / [CAT] L'objectiu principal de la tesi es l'an alisi i la comprensi o de l'associaci o de dos conceptes de combusti o diferents (combusti o en premescla i per difusi o) en les emissions contaminants i les prestacions en un motor Di esel de cilindrada mitjana. L'avaluaci o es realitza en condicions de mitja i alta c arrega, en las quals la implementaci o d'una combusti o premesclada es generalment complicada. L'associaci o dels dos modes de combusti o es dif cil d'aconseguir en un motor Di esel convencional, especialment la preparaci o de la c arrega premesclada amb injecci o pilot avan cada. Per eixa ra o, l'estudi es divideix en dos parts principals: primer es revisa la bibliogra a sobre el tema, centrant l'atenci o en dos estrat egies que permeten evitar els principals problemes evocats en la literatura, determinant el seu potencial per a la reducci o de les emissions contaminants. En un segon lloc, es realitza un estudi m es profund dels processos de combusti o i de formaci o de contaminants, centrant-se unicament en les estrat egies de combusti o parcialment premesclada que si que tenen el potencial per a reduir les emissions contaminants. En la segona part de l'estudi, s'aborda l'associaci o de combustions premesclada i per difusi o junt amb la variaci o de par ametres de calibratge convencionals com la concentraci o d'oxigen en l'admissi o (per mitj a de recirculaci o dels gasos d'escapament), la pressi o de sobrealimentaci o i l'inici de la injecci o principal, en diferents condicions de r egim i de c arrega del motor. L'an alisi creuat dels resultats es realitza amb l'afany d'entendre les raons claus dels processos que permeten la reducci o de les emissions contaminants amb esta estrat egia. Com a etapa final d'esta tesi, es confronten les estrat egies de combusti o parcialment premesclada estudiades amb els problemes als quals podrien portar si realment es consideraria la seua implementaci o en un motor de s erie (diluci o d'oli, soroll...) per a finalment concloure sobre el seu potencial tecnol ogic. / Arthozoul, SJL. (2016). Study of the association of premixed and diffusive combustion processes on the combustion and pollutant emissions in a mid-size Diesel engine [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63262 / TESIS

El objetivo del sistema de inyección en los motores Diesel es la formación de una mezcla aire-combustible de calidad, de manera que se logre una combustión eficiente a la vez que se minimicen las emisiones contaminantes. Dentro de los parámetros que controlan el proceso de inyección y la formación del chorro, el flujo de cantidad de movimiento se presenta como uno de los más importantes. Parámetros del chorro tan importantes como penetración, ángulo o aire englobado dependen en gran medida de él. Además, desde el punto de vista del flujo interno en la tobera de inyección, la medida de este parámetro aporta mucha más información que simplemente medir el flujo másico, ya que utilizando estas dos medidas, es posible obtener parámetros tan importantes como la velocidad de salida o la sección de paso efectiva. Sin embargo, pese a su demostrada utilidad, la medida del flujo de cantidad de movimiento ha sido muy poco utilizada hasta ahora, debido principalmente a las dificultades que entraña su medida. Los objetivos alcanzados en esta tesis son básicamente dos. Primero, el desarrollo y puesta en marcha de un sistema para la medida del flujo de cantidad de movimiento, el cual está basado en la medida de la fuerza de impacto del chorro. Y segundo y más importante, la utilización de esta medida en el estudio experimental de los procesos de inyección, donde se ha mostrado como una herramienta muy útil a la hora de entender los fenómenos involucrados en el proceso de inyección. Fruto de este trabajo, se deducen importantes conclusiones acerca de la influencia de la geometría de los orificios y el fenómeno de cavitación sobre la inyección. / Gimeno García, J. (2008). Desarrollo y aplicación de la medida del flujo de cantidad de movimiento de un chorro Diesel [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8306 / Palancia

Despite their important advantages in terms of fuel consumption in comparison with gasoline engines, for a long time the characteristic impulsive combustion noise has been one of the main causes why customers are reluctant to buy cars equipped with Diesel engines. This is the main reason for the efforts devoted by car manufacturers to mitigate Diesel engine noise while improving performance and driveability. In spite of all technical improvements, vehicles equipped with High Speed Direct Injection (HSDI) engines still offer a comfort level inferior to gasoline engine vehicles. Noise represents one of the most important aspects in the definition of comfort, and especially combustion noise plays an essential role in the acoustic of a vehicle as, in the case of DI engines, it represents one of the most important noise sources. Thus, the great potential of diesel engines for environment preservation -- due to their lower CO2 emissions -- could be missed. This situation worsens with the current design trends (engine downsizing) and the emerging new diesel combustion concepts (Homogeneous Charge Compression Ignition-HCCI, Premixed Charge Compression Ignition-PCCI, etc.) conceived to further reduce NOx and particulate matter to comply with forthcoming legislation, which are intrinsically noisy. Therefore, combustion noise must be considered as an additional essential factor in engine development, together with performance, emissions and driveability. Thus, suitable evaluation procedures that can be integrated into the global engine development process in a timely and cost-effective manner are imperative, both for noise level and sound quality. In this thesis, a procedure, based on the consideration of suitable indicators extracted from in-cylinder pressure, is proposed and validated. Such indicators are obtained from an innovative procedure to decompose in-cylinder pressure signal, so that features associated with combustion and with resonance excitation may be properly identified. / Monelletta, L. (2010). Contribution to the study of combustion noise of automotive Diesel engines [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10954 / Palancia

La presente tesis está enfocada al estudio del fenómeno de bombeo del turbo-compresor centrífugo, destinado a la sobrealimentación de motores de combustión interna alternativos de automoción. En primera instancia, se ha realizado una investigación del estado del arte actual referente a la sobrealimentación de motores. Así se determinó, entre otras cosas, que el fenómeno de bombeo se ha hecho relevante actualmente debido a la tendencia al downsizing de los motores, y por ende, a la creciente demanda de sobrealimentación. Se han desarrollado metodologías de ensayo que permiten estudiar el fenómeno de bombeo en los sistemas de sobrealimentación. Una de las propuestas es una técnica para provocar el bombeo de forma controlada en banco motor, que consiste en la inyección de aire en el colector de admisión del motor. Esta permite tomar en consideración las condiciones reales de operación del grupo de sobrealimentación. Asimismo, se ha propuesto un método de análisis mediante el espectro de los parámetros medidos, para identificar y determinar de forma precisa el comienzo del fenómeno de bombeo. Los ensayos en transitorios de motor también han tenido su parte relevante, demostrando buena concordancia con el método de inyección de aire. Junto al estudio experimental también ha estado la simulación computacional. Por una parte, la simulación unidimensional mediante un modelo de acción de ondas de presión, permitió representar el fenómeno de bombeo con buena concordancia respecto de la experimentación. Por otra parte, la simulación computacional fluido-dinámica tridimensional [CFD/URANS (Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes)], se utilizó para estudiar los patrones de flujo que se desarrollan en el compresor centrífugo, lo que ha ayudado a la comprensión de los factores aerodinámicos implicados. En base a las herramientas experimentales y de modelado desarrolladas se realizó una extensa campaña de estudio del fenómeno de bombeo. / Lang ., RH. (2011). Contribución a la Mejora del Margen de Bombeo en Compresores Centrífugos de Sobrealimentación [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/12331 / Palancia

The aim of this Thesis is to investigate the use of hyaluronic acid as a material for the design of scaffolds aimed at CNS regeneration. The motivation comes from the need of searching for new strategies that allow regeneration in the central nervous system. In degenerative diseases, such as Parkinson's disease, where the progressive loss of neuronal subpopulations occurs, a permissive environment able to support regeneration and connectivity of neurons from the host tissue may be a promising therapy to recover lost functionalities. In this Thesis we have focused on the development of structures able to integrate within the brain, supporting neural cells attachment and survival. We hypothesized that hyaluronic acid provides an enabling environment and appropriate for regeneration due to its biocompatibility and diverses physiological applications. Biocompatible hydrogels based on modified hyaluronic acid were synthesized. Covalently crosslinked hyaluronic acid hydrogels, alone or in combination with acrylic polymers, were synthesized and permitted to develop different porous structures which may serve in different applications as cell supply, cell repopulation or tissue regeneration. Highly porous with interconnected spherical pores, hollow tubes or multichanneled scaffolds were developed. The processes allow for a wide range of shapes for different applications within the scope of central nervous system regeneration. Furthermore, in vitro culture of human cell lines together with biomaterials was performed. A human microvascular endothelial cell line (hCMEC/D3) and a human glioma cell line (U373) were chosen for the studies. Experiments were focused on the interaction between hyaluronan based scaffolds and those cell lines composing the blood-brain-barrier (BBB) in the central nervous system. Biocompatibility, viability and phenotype characteristics were assessed. / Baiget Orts, MA. (2012). HYALURONAN BASED BIOMATERIALS FOR CENTRAL NERVOUS TISSUE REGENERATION [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14576 / Palancia

In Diesel engines, the internal flow characteristics in the fuel injection nozzles, such as the turbulence level and distribution, the cavitation pattern and the velocity profile affect significantly the air-fuel mixture in the spray and subsequently the combustion process. Since the possibility to observe experimentally and measure the flow inside real size Diesel injectors is very limited, Computational Fluid Dynamics (CFD) calculations are generally used to obtain the relevant information. The work presented within this thesis is focused on the study of cavitation in real size automotive injectors by using a commercial CFD code. It is divided in three major phases, each corresponding to a different complementary objective. The first objective of the current work is to assess the ability of the cavitation model included in the CFD code to predict cavitating flow conditions. For this, the model is validated for an injector-like study case defined in the literature, and for which experimental data is available in different operating conditions, before and after the start of cavitation. Preliminary studies are performed to analyze the effects on the solution obtained of various numerical parameters of the cavitation model itself and of the solver, and to determine the adequate setup of the model. It may be concluded that overall the cavitation model is able to predict the onset and development of cavitation accurately. Indeed, there is satisfactory agreement between the experimental data of injection rate and choked flow conditions and the corresponding numerical solution.This study serves as the basis for the physical and numerical understanding of the problem. Next, using the model configuration obtained from the previous study, unsteady flow calculations are performed for real-size single and multi-hole sac type Diesel injectors, each one with two types of nozzles, tapered and cylindrical. The objective is to validate the model with real automotive cases and to ununderstand in what way some physical factors, such as geometry, operating conditions and needle position affect the inception of cavitation and its development in the nozzle holes. These calculations are made at full needle lift and for various values of injection pressure and back-pressure. The results obtained for injection rate, momentum flux and effective injection velocity at the exit of the nozzles are compared with available CMT-Motores Térmicos in-house experimental data. Also, the cavitation pattern inside the nozzle and its effect on the internal nozzle flow is analyzed. The model predicts with reasonable accuracy the effects of geometry and operating conditions. / Patouna, S. (2012). A CFD STUDY OF CAVITATION IN REAL SIZE DIESEL INJECTORS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14723 / Palancia

El propósito de la presente tesis doctoral es estudiar el efecto de la degradación térmica, biológica y fotolítica en la polilactida (PLA) para contribuir a la caracterización de este polímero biodegradable bajo diferentes condiciones o entornos. Este polímero procede de fuentes renovables y está considerado un excelente candidato para sustituir a otros materiales poliméricos con escasa degradabilidad. En este estudio se describen los mecanismos que regulan cada tipo de degradación y, lo que es más importante, cómo cada uno de ellos afecta a la variación de la masa molar del PLA. La monitorización del descenso de masa molar de polilactida se realizó tanto mediante Cromatografía de Permeación en Gel (GPC) como por Viscosimetría. Adicionalmente se utilizó la Espectroscopía Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) para establecer los mecanismos que controlan la degradación y su efecto en la estructura química de la polilactida. Asimismo, se ha determinado el impacto de cada tipo de degradación en la morfología y en las propiedades térmicas y mecánicas del PLA. La Termogravimetría (TGA) permitió monitorizar los cambios en la estabilidad térmica del material debidos a los diferentes tipos degradación, ulilizando parámetros como la temperatura de máxima velocidad de degradación térmica o la energía de activación. El resultado de la bio y la foto degradación en la superficie del material fue evaluado mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), observándose únicamente cambios debidos a la degradación biológica. Las propiedades viscoelásticas y térmicas se analizaron mediante Análisis Dinámico-Mecánico-Térmico (DMTA), Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Microscopía Óptica (OM). Se ha obtenido que los parámetros más relevantes para discernir las diferencias entre los tres procesos de degradación son los relativos al fenómeno de cristalización. Los resultados muestran que cada degradación está controlada por un mecanismo que afecta de diferente forma a la / Santonja Blasco, L. (2012). Contribution to the study of thermal, biological and photo degradation of polylactide [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16470 / Palancia

Road transportation sector faces nowadays the challenge of satisfying the growing demands for mobility and at the same time to reduce its negative impact on environment. The panorama for the future is to reduce to zero the tank-to-wheel emissions levels with electric vehicles. Nevertheless, the extended use and massive production of this kind of vehicles is compromised due to different factors. On the one hand, the technology has to keep evolving in order to improve its reliability and to reduce acquisition costs. And on the other hand, cities, legislations and users have to get ready in order to make an appropriate use of these vehicles. What will happen in short and medium term is the transition from current vehicles, powered by internal combustion engines, to 100% electric cars. For this transition, diesel engines will continue having an extended use, or even more, due to their capacity of accomplishing with emissions legislations with low fuel consumption. To be competitive, diesel engine technology has to continue improving in order to satisfying markets requirements being respectful with environment. Cold start is one of the most problematic combustion phases for diesel engines. During this phase, a large proportion of pollutants are produced within the cylinder due to misfiring and incomplete combustion due to the low engine temperatures. Furthermore, exhaust after-treatment devices work inefficiently since their minimum operation temperatures cannot be reached. In addition to this, at temperatures below 0ºC the possibility of continuous misfiring could actually impede the engine start. This is the combustion phase on which this study has been focused. Different authors have made efforts to give directions in pro of cold start combustion optimization. But these studies are scarce and it is missed a fundamental understanding of how diesel combustion is under this conditions. Knowing this, the planned objective for this thesis is to contribute to the understa / Ramírez Hernández, JG. (2012). Combustion studies for high speed direct injection diesel engines under low temperature cold start conditions [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16690 / Palancia