Il processo di combustione nei motori alternativi: sviluppo di procedure per lo studio delle emissioni di idrocarburi incombusti
Autore
Emanuela Foglia - Università degli Studi dell'Aquila - [2001-02]
Documenti
Abstract
In questo lavoro di tesi si è cercato di aggiungere un piccolo contributo al complesso studio della combustione nei motori alternativi, focalizzando l'attenzione sulla produzione di quelle specie inquinanti meno trattate nella letteratura motoristica: gli idrocarburi incombusti (HC).
La meta prefissata distingueva due fasi: la prima prevedeva la costruzione di un modello in grado di discriminare le varie specie di idrocarburi incombusti all'equilibrio, nel bulk di un motore alternativo. La seconda fase si prefiggeva l'implementazione di una procedura software, in grado di simulare il modello teorico precedentemente realizzato.
Si è partiti dalla teoria classica della combustione di idrocarburi paraffinici, per poi estrapolare un sistema di reazioni di ossidazione in grado di evidenziare l'evolvere delle specie d'interesse.
Successivamente, in base a una analisi degli equilibri di reazione nel bulk, si è proceduto ad una semplificazione del modello di origine, al fine di rendere possibile la sua implementazione mediante l'utilizzo di un solver numerico. Il core di tale software è costituito da una subroutine standard, realizzata in FORTRAN 90, per la risoluzione di sistemi non lineari.
Il software realizzato è stato successivamente verificato (Bilancio Massico I/O) per attestarne l'attendibilità dei risultati, che si sono dimostrati soddisfacenti.
Tale lavoro di tesi è suscettibile di molteplici sviluppi futuri; si può, infatti, prevedere l'analisi di ulteriori combustibili oltre quelli paraffinici. Un altro sviluppo potrebbe essere quello di studiare un modello più complesso di quello utilizzato per la stima degli ossidi di azoto NOx, ispirandosi la meccanismo di Zeldovich. Un altro aspetto della modellistica chimica suscettibile di ulteriori sviluppi, potrebbe essere quello di proporre una sequenza di reazioni di ossidazione del metano più aderente alla fenomenologia reale.
La meta prefissata distingueva due fasi: la prima prevedeva la costruzione di un modello in grado di discriminare le varie specie di idrocarburi incombusti all'equilibrio, nel bulk di un motore alternativo. La seconda fase si prefiggeva l'implementazione di una procedura software, in grado di simulare il modello teorico precedentemente realizzato.
Si è partiti dalla teoria classica della combustione di idrocarburi paraffinici, per poi estrapolare un sistema di reazioni di ossidazione in grado di evidenziare l'evolvere delle specie d'interesse.
Successivamente, in base a una analisi degli equilibri di reazione nel bulk, si è proceduto ad una semplificazione del modello di origine, al fine di rendere possibile la sua implementazione mediante l'utilizzo di un solver numerico. Il core di tale software è costituito da una subroutine standard, realizzata in FORTRAN 90, per la risoluzione di sistemi non lineari.
Il software realizzato è stato successivamente verificato (Bilancio Massico I/O) per attestarne l'attendibilità dei risultati, che si sono dimostrati soddisfacenti.
Tale lavoro di tesi è suscettibile di molteplici sviluppi futuri; si può, infatti, prevedere l'analisi di ulteriori combustibili oltre quelli paraffinici. Un altro sviluppo potrebbe essere quello di studiare un modello più complesso di quello utilizzato per la stima degli ossidi di azoto NOx, ispirandosi la meccanismo di Zeldovich. Un altro aspetto della modellistica chimica suscettibile di ulteriori sviluppi, potrebbe essere quello di proporre una sequenza di reazioni di ossidazione del metano più aderente alla fenomenologia reale.
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