Tesis por compendio / [ES] El empuje actual de las normativas de emisiones y una conciencia social cada
vez más crítica en este aspecto, ha llevado a la industria automotriz a elevar
sus estándares en eficiencia a cimas nunca antes vistas. Con el mayor peso de
las nuevas normativas puesto sobre los vehículos Diesel, la presión ejercida
sobre esta tecnología es, si cabe, aún más crítica. Dada la necesidad de
mantener este tipo de plantas propulsivas en determinadas aplicaciones, como
son el transporte terrestre pesado, maquinaria o en el transporte marítimo, es
también necesario mantener su desarrollo. Como parte fundamental de los motores
Diesel, el sistema de inyección interviene directamente en la generación de la
energía. La mejora y optimización de su funcionamiento repercute sobre la
cadena de eficiencias del sistema. Esta tesis pretende contribuir al
desarrollo de las plantas propulsivas Diesel en este aspecto y, concretamente,
en el estudio de las geometrías de toberas Diesel de inyección directa. A lo
largo del texto, este tipo de geometrías son estudiadas tanto desde la
perspectiva del flujo interno como del flujo externo. Los estudios combinan
modelos numéricos Eulerianos (para flujo interno o interno-externo acoplado),
modelos Lagrangianos discretos (para el estudio del chorro), junto con medidas
experimentales diversas que avalan los análisis ejecutados. La exploración de
las geometrías propuestas no queda acotada solamente a formas circulares, más
convencionales, sino que también se ha extendido a toberas de morfologías más
innovadoras como son las elípticas. Las metodologías presentadas demuestran ser
eficaces en el estudio de estos sistemas y una herramienta a tener en cuenta en
la mejora de su diseño. Los distintos resultados obtenidos defienden, además,
como la geometría de la tobera es un condicionante del desarrollo posterior de
la mezcla y puede ser utilizada como elemento de optimización de la misma. / [CA] L'actual impuls de les normatives d'emissions i una consciència social cada vegada més crítica en aquest aspecte ha portat a la indústria automobilística a
elevar els seus estàndards d'eficiència a cotes mai vistes abans. Amb el major pes de les noves normatives imposades als vehicles dièsel, la pressió exercida
sobre aquesta tecnologia és, si cap, encara més crítica. Donada la necessitat de mantenir aquest tipus de plantes propulsives en determinades aplicacions,
com el transport terrestre pesat, maquinària o el transport marítim, és també necessari mantenir el seu desenvolupament. Com a part fonamental dels motors
dièsel, el sistema d'injecció intervé directament en la generació d'energia. La millora i optimització del seu funcionament repercuteix en la cadena
d'eficiències del sistema. Aquesta tesi pretén contribuir al desenvolupament de les plantes propulsives dièsel en aquest aspecte i, concretament, en
l'estudi de les geometries de bussons dièsel d'injecció directa. Al llarg del text, aquest tipus de geometries són estudiades tant des de la perspectiva del flux
intern com del flux extern. Els estudis combinen models numèrics Eulerians (per a flux intern o intern-extern acoblat), models Lagrangians discrets (per a
l'estudi del corrent), juntament amb mesures experimentals diverses que avalen els anàlisis realitzats. L'exploració de les geometries
proposades no queda acotada només a formes circulars, més convencionals, sinó que també s'ha estès a bussons de morfologies més innovadores com les el·líptiques. Les metodologies presentades demostren ser eficaces en l'estudi d'aquests sistemes i una eina a tenir en compte en la millora del seu disseny. Els diferents resultats
obtinguts també argumenten que la geometria del busó és un condicionant del desenvolupament posterior de la barreja i pot ser utilitzada com a element
d'optimització de la mateixa. / [EN] The current push for emissions regulations and an increasingly critical social
awareness in this regard has led the automotive industry to raise its
efficiency standards to unprecedented heights. With greater emphasis on new
regulations placed on Diesel vehicles, the pressure on this technology is even
more critical. Given the need to maintain such propulsion systems in specific
applications like heavy land transport, machinery, or maritime transportation,
it is also necessary to continue their development. As a fundamental part of
Diesel engines, the injection system directly affects energy generation.
Improving and optimizing its operation has an impact on the overall efficiency
of the system. This thesis aims to contribute to the development of Diesel
propulsion systems in this regard, specifically in the study of direct
injection Diesel nozzle geometries. Throughout the text, these types of
geometries are examined from both internal and external flow perspectives. The
studies combine Eulerian numerical models (for internal or coupled
internal-external flow), discrete Lagrangian models (for jet analysis), along
with various experimental measurements that support the conducted analyses. The
exploration of proposed geometries is not limited to conventional circular
shapes but has also extended to more innovative morphologies such as elliptical
nozzles. The presented methodologies prove to be effective in studying these
systems and serve as a valuable tool in improving their design. The different
results obtained also argue that nozzle geometry is a determining factor in the
subsequent mixture development and can be used as an optimization element for
it. / Las investigaciones de esta tesis han sido respaldadas por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades el Gobierno de España y mis estudios de doctorado han sido financiados por la Agencia Estatal de Investigación del gobierno de España y el Fondo Social Europeo. Dichas ayudas se concretaron dentro del marco del proyecto "Desarrollo de modelos de combustión y emisiones HPC para el análisis de plantas propulsivas de transporte sostenibles" (TRA2017-89139-C2-1-R) a través del "Subprograma Estatal de Formación del Programa Estatal de Promoción del Talento y su Empleabilidad en I+D+i". / Martínez-Miracle Muñoz, EC. (2024). Estudio sobre el impacto de la geometría de toberas diesel en el desarrollo del chorro, la formación de la mezcla y la combustión [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203126 / Compendio
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upv.es/oai:riunet.upv.es:10251/203126 |
| Date | 21 March 2024 |
| Creators | Martínez-Miracle Muñoz, Enrique Carlos |
| Contributors | Pastor Enguídanos, José Manuel, Salvador Rubio, Francisco Javier, Universitat Politècnica de València. Departamento de Máquinas y Motores Térmicos - Departament de Màquines i Motors Tèrmics, Agencia Estatal de Investigación |
| Publisher | Universitat Politècnica de València |
| Source Sets | Universitat Politècnica de València |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | info:eu-repo/grantAgreement/AEI/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016/TRA2017-89139-C2-1-R/ES/DESARROLLO DE MODELOS DE COMBUSTION Y EMISIONES HPC PARA EL ANALISIS DE PLANTAS PROPULSIVAS DE TRANSPORTE SOSTENIBLES/ |
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