EN ESTE TRABAJO DE TESIS DOCTORAL SE PUEDEN DESTACAR RESUMIDAMENTE LOS SIGUIENTES ASPECTOS: SE HAN REALIZADO UNA EXTENSA REVISION BIBLIOGRAFICA DE LOS DIFERENTES MODELOS EXISTENTES DE IRRADIANCIAS SOLARES DE BANDA ANCHA Y UN ANALISIS COMPARATIVO DE TODOS ESTOS QUE HA PERMITIDO CONSTRUIR UN MODELO COMPLETO Y COHERENTE Y ACTUALIZADO DE IRRADIANCIAS SOLARES DE TODA LA BANDA DESTINADO A CIELOS DESPEJADOS.SE HAN ESTABLECIDO DOS METODOS DE SELECCION DE MEDIDAS CORRESPONDIENTES A CONDICION DE CIELO DESPEJADO QUE PARTEN DE LOS VALORES DE LAS MISMAS MEDIDAS EXPERIMENTALES DE IRRADIANCIA DE BANDA ANCHA A CLASIFICAR, SE HA VERIFICADO LA EFICACIA DE ESTOS METODOS QUE PERMITEN LA AUTOMATIZACION DE LOS PROCESOS DE SELECCION DE DATOS Y SU CLASIFICACION.SE HA ESTABLECIDO UN NUEVO METODO PARA DETERMINAR EL COEFICIENTE B DE ANGSTROM DE TURBIEDAD ATMOSFERICA QUE TIENE LA VENTAJA DE REQUERIR PARA SU APLICACION TAN SOLO DE MEDIDAS EXPERIMENTALES DE IRRADIANCIA GLOBAL Y DE IRRADIANCIA DIFUSA SOBRE UN PLANO HORIZONTAL. HASTA AHORA NO ERA POSIBLE LA DETERMINACION DE LA TURBIEDAD PARTIENDO DE ESTAS MEDIDAS EXPERIMENTALES QUE SON LAS MEDIDAS DE RADIACION MAS CORRIENTES Y DE LAS QUE SE DISPONE EN NUMEROSOS LUGARES Y DE PERIODOS EN MUCHOS AÑOS. SE HAN REALIZADO ESTUDIOS DE SENSIBILIDAD DEL NUEVO METODO PROPUESTO DE DETERMINACION DE LA TURBIEDAD Y DE UN METODO EXISTENTE HASTA LA FECHA DE SIMILARES CARACTERISTICAS YA IMPLANTADO DENOMINADO METODO DE LOUCHE QUE SE HA UTILIZADO DE REFERENCIA. TAMBIEN SE HA REALIZADO UN ANALISIS COMPARATIVO DE SUS RESULTADOS Y ERRORES. COMO RESULTADO DE ESTE ANALISIS PARA EL QUE SE HAN UTILIZADO MEDIDAS EXPERIMENTALES DE VALENCIA Y SEVILLA, EL NUEVO METODO HA RESULTADO AMPLIAMENTE VALIDADO Y REFRENDADO COMO MAS ACONSEJABLE QUE EL ANTERIOR EN LA MAYORIA DE LAS CIRCUNSTANCIAS DADOS LOS DATOS EXPERIMENTALES MAS CORRIENTES DISPONIBLES. LA ADAPTACION DEL NUEVO METODO A UN PROGRAMA ESPECTRAL SIMPLE ELABORADO POR BIRD Y RIORDAN EN 1986 HA MOSTRADO ... / Boscá Berga, JV. (1995). Contribucion al estudio de la radiacion solar y de la determinacion de la turbiedad atmosferica. Aplicacion a Valencia y Sevilla [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4502

Las estrategias de combustión de baja temperatura han sido el foco de diversos estudios con el fin de lograr una combustión en un motor Diesel más limpia en términos de emisión de contaminantes. En sus diversas variantes pueden presentar mejoras respecto principalmente a las emisiones de NOX y hollín, pero presentan limitación en cuanto a grado de carga y ruido de la combustión. Hace unos años, se presentó un nuevo concepto de combustión Diesel de baja temperatura (LTC) que confirma una reducción simultánea de NOX y hollín, manteniendo las características de una combustión por difusión. Esta nueva modalidad, desarrollada entonces en una cámara de combustión a volumen constante, consistía en crear un ambiente con baja temperatura y baja concentración de oxígeno en el aire combinado con el uso de alta presión de inyección y toberas con diámetro de orificios reducidos. De esta forma, se consiguió reducir la temperatura adiabática de llama y aumentar el englobamiento de aire aguas arriba de la longitud de lift-off, evitando la formación de los dos contaminantes simultáneamente. El objetivo de esta tesis ha consistido en trasladar esta nueva tecnología de combustión LTC por difusión a un motor convencional de baja cilindrada unitaria, enfrentando los obstáculos que surgen cuando se aplica el concepto a un motor real, como el choque de pared, la dificultad en controlar las condiciones del ambiente dentro del cilindro y el acortamiento de la longitud de lift-off, que reduce el englobamiento de aire en la llama. En la primera parte, se ha buscado lograr la combustión LTC estrictamente por difusión en dos motores de características geométricas diferentes y entender las influencias de los parámetros termodinámicos del gas en el cilindro, como la concentración de oxígeno, la temperatura y la densidad. Finalmente, se ha explorado cómo los parámetros relacionados con el diseño y funcionamiento del sistema de inyección, tales como el diámetro del orificio de la tobera, número de orificios y presión de inyección, podrían mejorar el proceso de combustión, con el objetivo de extender el rango de combustión LTC. Los resultados muestran el potencial de este concepto de combustión, habiéndose obtenido emisiones de NOX y hollín prácticamente nulas, con una penalización en la presión media indicada poco importante. Sin embargo hay algunos aspectos de este concepto de combustión que deben ser mejorados para poder implementar su utilización en motores de serie, algunos de los cuales son expuestos en esta tesis. / Jorge Amorim, R. (2010). COMBUSTIÓN POR DIFUSIÓN DE BAJA TEMPERATURA EN MOTORES DIESEL DE PEQUEÑA CILINDRADA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8951

En un motor diesel, la mayoría de los mecanismos físico-químicos vinculados al proceso de combustión dependen directamente de las características del proceso de inyección de combustible. Además de las condiciones de funcionamiento (presión y ley de inyección, densidad del aire en el cilindro), el tamaño y la geometría de los orificios de las toberas de inyección tienen un efecto importante sobre este proceso. Aunque no es la única, la principal consecuencia de la geometría de los orificios sobre el proceso de inyección es la presencia o ausencia del fenómeno de la cavitación. El presente trabajo parte de una revisión de la bibliografía existente relacionada con el fenómeno de la cavitación, en donde se puede concluir que existen relativamente pocos estudios que se hayan centrado en estudiar las consecuencias de la presencia de la cavitación sobre los diferentes aspectos de los mecanismos de inyección, de evaporación, y de formación de hollín. Algunos de estos pocos estudios han mostrado que, adicionalmente al colapso del caudal másico (que es el efecto más observado) la presencia de la cavitación conlleva un aumento significativo de la velocidad efectiva de inyección, así como una aceleración del proceso de mezcla y de combustión. Con el fin de confirmar estas constataciones experimentales se define como objetivo principal de la presente tesis el profundizar en el conocimiento de la influencia de la cavitación en toberas de inyección diesel sobre el proceso de inyección, el de mezcla y el de formación de hollín. Para la consecución del objetivo antes descrito, el presente estudio se ha dividido en tres partes en las que se han utilizado, por un lado, dos toberas de tres orificios, una con un elevado nivel de cavitación (tobera cilíndrica) y otra en la que se inhibe el fenómeno de la cavitación (tobera cónica), y, por otro lado, herramientas experimentales y teóricas. En la primera parte, se ha estudiado primero el efecto de la cavitación sobre la velocidad efectiv / Garza De Leon, OADL. (2012). Estudio de los efectos de la cavitación en toberas de inyección diesel sobre el proceso de inyección y el de formación de hollín [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/18153

As turbocharging requirements raise to face an increasingly stricter environmental regulation of internal combustion engines, concerns regarding their acoustic emission become more pressing. Since downsized engines require higher boost pressures and lower mass flow rates, the turbocharger compressor is forced to work at more unstable regimes, where flow patterns become more complex and noise levels rise. This thesis aims to thus to investigate these issues, proposing methodologies to characterize the acoustic emission of turbocharger compressors and implementing them in different experiments with a special focus on the link between acoustic emission and flow behaviour at unstable conditions. A literature review is carried out in order to assess the state of the art principally regarding experimental techniques related to this issue but also including the latest developments in terms of understanding the flow characteristics through numerical simulations. Different methodologies are consequently proposed and implemented into a custom test rig inside an anechoic chamber as to experimentally measure and analyze the acoustic output of the compressor. From this measurement campaign a characterization of the noise spectral content across the compressor map is obtained and described, identifying different acoustical phenomena such as blade passing tonal noise, low frequency content associated to deep surge, higher frequency broadband ascribed to tip clearance interaction, and broadband noise in the plane wave range known as whoosh in the literature, of special concern for automotive manufacturers. This particular phenomenon is detected even at more stable conditions at higher flow rate, and rising in level as flow rate is diminished to the point of being masked by lower frequency content. After a validation of the selected procedure in realistic engine conditions, experimental data is compared against a numerical model of the compressor developed in a parallel work to assess its validity and propose different post-processing techniques to extract additional insights about the behaviour of the flow at different conditions, hinting at the main generation mechanism for whoosh being located at the compressor diffuser. Since numerical simulations predict a reduced amount of reversed unstable flow at conditions where whoosh noise is still measured, an experimental campaign is performed where detailed measures of local temperature near the compressor wheel are used to determine the evolution of reversed flow, with supplemental readings through pressure probes in the inducer and diffuser being used to link this evolution with the fluctuation of spectral content. Temperature results are also correlated with measurements of the velocity field through particle imaging, demonstrating a clear link between the reversed flow field and temperature readings. Different experimental campaigns are then described where modifications of the inlet geometry immediately upstream the compressor are performed in order to assess how the air flow presentation can influence acoustic performance. Geometries featuring reservoirs, nozzles and guide vanes are shown to potentially reduce noise levels. A 90º elbow parametric study is performed, demonstrating how the inner radius of the elbow influences circumferential temperature differences and noise levels, leading to the hypothesis of geometry influence on whoosh noise being related to air presentation changes that promote lower or higher growth of reversed backflow, which in turns carries upstream the spectral content being generated in the compressor diffuser. / A medida que los requerimientos de turbocompresión aumentan para afrontar una regulación de los motores de combustión interna cada vez más estricta, la preocupación respecto a su emisión acústica se hace más acuciante. Debido a que motores de menor tamaño requieren mayores aumentos de presión y menores gastos másicos, el compresor del turbogrupo se ve forzado a trabajar en regímenes más inestables, los patrones de flujo se hacen más complejos y los niveles de ruido aumentan. Esta tesis tiene como objetivo investigar estas cuestiones, proponiendo metodologías para caracterizar la emisión acústica de compresores de turbogrupos, e implementándolas en diferentes experimentos enfocados especialmente en la relación entre emisión acústica y comportamiento del flujo en condiciones inestables. Por tanto, se lleva a cabo una revisión bibliográfica para evaluar el estado del arte, especialmente en lo concerniente a técnicas experimentales relacionadas con el problema, pero incluyendo también los últimos desarrollos en términos de comprensión de las características del flujo mediante simulaciones numéricas. Como resultado, diferentes metodologías se proponen e implementan en un banco de ensayo hecho a medida dentro de una cámara anecoica para medir y analizar la producción sonora del compresor. Mediante esta campaña de medida se obtiene y describe una caracterización acústica del contenido espectral del ruido a lo largo del mapa del compresor, identificando diferentes fenómenos sonoros tales como ruido tonal debido al paso de álabe, contenido de baja frecuencia asociado al bombeo profundo, contenido de banda ancha a alta frecuencia atribuido a la interacción del flujo en la holgura de punta de pala y ruido de banda ancha en el rango de onda plana, conocido como whoosh en la literatura y de especial interés para los fabricantes automovilísticos. Este fenómeno en concreto se detecta incluso a condiciones más estables de alto gasto másico, y aumenta de nivel a medida que el gasto disminuye hasta llegar a ser enmascarado por el aumento del contenido de baja frecuencia. Después de validar los procedimientos seleccionados en condiciones realistas de motor, se comparan los datos experimentales con un modelo numérico del compresor desarrollado en un trabajo paralelo a fin de evaluar su validez y proponer diferentes técnicas de postprocesado, con el objetivo de extraer información adicional acerca del comportamiento del flujo en diferentes condiciones, que sugieren que el mecanismo principal de generación de whoosh se encuentra localizado en el difusor del compresor. Se lleva a cabo una campaña experimental en la cual medidas detalladas de temperatura local cerca del rotor se usan para determinar la longitud del flujo inverso, con medidas suplementarias a través de sondas de presión usadas para relacionar esta evolución con la fluctuación de contenido espectral. Los resultados de temperatura se correlacionan también con medidas del campo de velocidad por imágenes de partículas, demostrando una clara relación entre el campo de flujo inverso y las medidas de temperatura. Se describen a continuación diferentes campañas experimentales en las cuales se llevaron a cabo modificaciones de la geometría de entrada inmediatamente aguas arriba del compresor con el fin de evaluar cómo la presentación del flujo puede influenciar el rendimiento acústico. Geometrías incluyendo remansos, toberas y álabes guía demuestran una reducción de los niveles de ruido. Se ha realizado un estudio paramétrico de un codo de 90º, mostrando que el radio del codo influye en la distribución circunferencial de temperatura y los niveles de ruido, llevando a la hipótesis de que la influencia de la geometría en el ruido de whoosh está relacionada con cambios en la presentación del aire que promueven menor o mayor reflujo, que a su vez convecta aguas arriba el contenido espectral generado en el difusor del / A mesura que els requeriments de turbocompressió augmenten a fi d'afrontar una regulació dels motors de combustió interna cada vegada més estricta, la preocupació respecte a la seva emissió acústica es fa més urgent. Com que motors de dimensions més reduïdes requereixen majors augments de pressió i menors cabals màssics, el compressor del turbogrup es veu forçat a treballar a règims més inestables, els patrons de flux es fan més complexos, i els nivells de soroll augmenten. Aquesta tesi té com a objectiu investigar aquestes qüestions, proposant metodologies per a caracteritzar l'emissió acústica de compressors de turbogrups, implementant-les en diferents experiments enfocats especialment a la relació entre emissió acústica i comportament del flux en condicions inestables. Per tant, es duu a terme una revisió bibliogràfica per avaluar l'estat de l'art, especialment pel que fa a tècniques experimentals relacionades amb el problema, però incloent també els últims desenvolupaments en termes de comprensió de les característiques del flux mitjançant simulacions numèriques. Com a resultat, diferents metodologies es proposen i implementen en un banc d'assaig fet a mida dins d'una cambra anecoica per mesurar i analitzar la producció sonora del compressor. Mitjançant aquesta campanya de mesura s'obté i descriu una caracterització acústica del contingut espectral del soroll al llarg del mapa del compressor, identificant diferents fenòmens sonors com ara soroll tonal a causa del pas d'àlep, contingut de baixa freqüència associat al bombeig profund, contingut de banda ampla a alta freqüència atribuït a la interacció del flux en la folgança de punta de pala i soroll de banda ampla en el rang d'ona plana, conegut com a whoosh en la literatura i d'especial interès per als fabricants automobilístics. Aquest fenomen en concret es detecta fins i tot a condicions més estables d'alt cabal màssic, i augmenta de nivell a mesura que el cabal disminueix fins arribar a ser emmascarat per l'augment del contingut de baixa freqüència. Després de validar els procediments seleccionats en condicions realistes de motor, es comparen les dades experimentals amb un model numèric del compressor desenvolupat en un treball paral·lel a fi d'avaluar la seva validesa i proposar diferents tècniques de post-processat, amb l'objectiu d'extraure informació addicional sobre el comportament del flux en diferents condicions, que suggereixen que el mecanisme principal de generació de whoosh es troba localitzat al difusor del compressor. Pel fet que nombroses simulacions prediuen una quantitat reduïda de'inestable flux invers en condicions on el whoosh apareix en les mesures, es duu a terme una campanya experimental en la qual mesures detallades de temperatura local prop del rotor s'utilitzen per a determinar la longitud del flux invers, amb mesures suplementàries mitjançant sondes de pressió emprades per a relacionar aquesta evolució amb la fluctuació de contingut espectral. Els resultats de temperatura es correlacionen també amb mesures del camp de velocitat per imatges de partícules, demostrant una clara relació entre el camp de flux invers i les mesures de temperatura. Es descriuen a continuació diferents campanyes experimentals en les quals es van realitzar modificacions de la geometria d'entrada immediatament aigües dalt del compressor a fi d'avaluar com la presentació del flux pot influenciar el rendiment acústic. Geometries incloent volums, toveres i àleps guia demostren una reducció dels nivells de soroll. S'ha realitzat un estudi paramètric d'un colze de 90º, mostrant que el ràdio del colze influïx en la distribució circumferencial de temperatura i els nivells de soroll, donant suport a la hipòtesi de que la influència de la geometria en el soroll de whoosh està relacionada amb canvis en la presentació de l'aire que promouen menor o major reflux, que aleshores convecta aigües da / García Tíscar, J. (2017). Experiments on turbocharger compressor acoustics [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/79552

Orientador: Sérgio Henrique Lopes Cabral. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau,

Este trabalho descreve a metodologia a ser utilizada durante a concepção de um sistema de partida pneumático para equipar uma aeronave que utiliza motores turbofan, a teoria envolvida, quais os parâmetros a serem considerados no início e durante o desenvolvimento, especificação do sistema e seus equipamentos, considerações e exigências de sistema visando garantir a sua certificação e finalizando, apresentamos um projeto de um sistema de partida de uma aeronave regional, que aplica toda teoria apresentada anteriormente.

Aeronaves comerciais devem ter seu sistema propulsivo certificado para aeronavegabilidade contínua segundo as normais legais do país onde se pretende operar. Para atingir esta certificação, a aeronave deve passar por extensa campanha de ensaios de modo a demonstrar estar em conformidade com estas normas. Este trabalho apresenta os requisitos para a certificação do sistema propulsivo de uma aeronave comercial segundo a "Federal Aviation Administration" (FAA) e um roteiro detalhado dos ensaios necessários para comprovação de conformidade com estes requisitos. Os resultados de um estudo de caso onde estes ensaios são aplicados ao caso da certificação de instalação de um novo sistema propulsivo de maior empuxo em uma aeronave já certificada são também discutidos.

O presente trabalho consiste na avaliação de um simulador genérico de motores aeronáuticos, utilizando para isso dados de motores conhecidos. Desta forma, visa-se a reprodução dos resultados de um simulador de desempenho de motores de um determinado motor comercial utilizando dados de domínio público. Este trabalho compara os resultados obtidos através do simulador de desempenho genérico com os dados conhecidos de dois motores: o motor CF34-8E e o motor AE3001-A1E. O desempenho dos 2 motores estimado pelo simulador genérico será comparado com o desempenho real dos motores para um determinado envelope de operação dos motores. Os parâmetros de desempenho comparados são tração e consumo de combustível. Baseado nos resultados, este estudo irá propor melhorias para a calibração e ajuste dos parâmetros de saída gerados pelo programa, visando minimizar o erro de desempenho estimado pelo simulador genérico.

As mudanças feitas nos materiais utilizados em anéis de assento de válvula para trabalhar em motores que operam com qualquer mistura de gasolina e etanol (Flex) tornou o rebaixamento desses componentes um ponto crítico na produção destes motores. Para resistir aos maiores desgastes e à corrosão decorrentes do uso do etanol, foram criados novos materiais sinterizados. Isso gerou uma diminuição drástica da vida das ferramentas de PCBN utilizadas no rebaixamento desses componentes. Em alguns casos, são observados ainda lascamentos destas ferramentas, impedindo sua reafiação. Este aumento nos custos com ferramentas tornou-se ainda mais crítico nos últimos anos, quando os modelos Flex já representavam 87% da produção nacional de veículos leves. Uma vez que as fraturas observadas nas ferramentas de PCBN ocorrem por excesso de esforço mecânico sobre a ferramenta, objetivou-se a redução dos esforços de corte por meio do estudo e modificação dos parâmetros de corte e preparação do gume das ferramentas sem que a produtividade fosse comprometida. Antes, porém, foram estudadas a composição e microestrutura dos materiais utilizados nestes componentes para motores a gasolina e Flex, para entender o motivo da diferença das forças de corte na usinagem destes materiais. O estudo mostra que os esforços de corte são da ordem de 30% maiores para a usinagem dos anéis para motores Flex, e que o uso de um raio no gume da ferramenta gera menores forças de usinagem frente ao uso tradicional de chanfros. Confirma, ainda, que a velocidade de corte exerce baixa influência sobre os esforços de corte, enquanto os mesmos aumentam exponencialmente com o avanço. A alteração simultânea dos parâmetros de corte e da preparação do gume gera uma redução de até 36% na força resultante de corte sem alterar a produtividade do processo.

Esta dissertação tem como objetivo principal realizar o projeto conceitual de um novo motor turbofan, a partir dos requisitos propostos para uma aeronave executiva de alto desempenho. De forma paralela, apresenta uma metodologia para o projeto conceitual de motores turbofan. A aeronave em estudo possui grande alcance e grande velocidade de cruzeiro e assim, o trabalho apresentado visa minimizar as dimensões físicas e o consumo específico do motor. A partir da recepção e interpretação dos requisitos, as principais variáveis do ciclo termodinâmico do motor, nominalmente a temperatura máxima da câmara de combustão, a razão de passagem, a razão de pressão do fan e a razão de pressão do compressor deste motor, são avaliadas através de análises paramétricas e um ou mais ciclos que atendam aos requisitos de consumo específico máximo são escolhidos. Na sequência, a vazão mássica de ar do motor necessária para o cumprimento dos requisitos de tração e as perdas em tração e consumo específico, resultantes da instalação deste motor na aeronave proposta, são calculadas. Por fim, um motor conceito é obtido e seus diagramas de tração máxima, consumo e tração específicas, vazão mássica máxima de ar e desempenho em condição de cruzeiro são apresentados. O trabalho faz uso extensivo das rotinas computacionais ONx e AEDsys, disponíveis em uma das referências bibliográficas, para facilitar o cálculo do desempenho do ciclo termodinâmico em seu ponto de projeto e fora deste.