Modelado de la combustión en motores diésel : revisión del estado del arte

Modelling of combustion in Diesel engines: a review of the state of the art

En el presente artículo se presenta un estudio de la cinética de formación del poliuretano producido a partir de aceite de ricino e isoforona diisocianato. La velocidad de reacción fue monitoreada por calorimetría diferencial de barrido (DSC). Se evaluaron comparativamente tres modelos de reacción con sus correspondientes ecuaciones de velocidad de reacción para representar el comportamiento de los datos experimentales. El modelo de orden n y el modelo de autocatálisis fueron descartados por inconsistencias con las bases de la ecuación de Arrhenius y por bajo índice de correlación de datos. Se propone un modelo de reacción que considera los efectos químicos y físicos (difusión) presentes en la reacción de un monómero poli funcional como es el caso objeto del presente estudio. Este modelo permite un buen ajuste de los datos experimentales de velocidad de reacción. Se aplicaron métodos de isoconversión y regresión no lineal para el cálculo de los parámetros cinéticos. Se realizó un análisis comparativo de la magnitud de las resistencias y se encontró que la difusión es la mayor resistencia a la reacción en casi todo el intervalo de conversión.

Introducción

Los Motores de Combustión Interna (MCI), particularmente los motores Diésel, son ampliamente  utilizados  como  fuerza   motriz en aplicaciones industriales como: transporte, agricultura y generación de energía, lo que los hace indispensables para la sociedad actual. Sin embargo, pese a que se han visto grandes avances en lo que respecta a la reducción de emisiones desde los años 80, ellos siguen siendo los responsables de la mayor parte de la contaminación en los principales centros urbanos, incrementando así los problemas de salud de la población y el efecto invernadero; por esta razón actualmente  hay  grandes  exigencias con respecto al desarrollo de motores Diésel cada vez más eficientes y limpios, lo cual se ve reflejado en las legislaciones mundiales sobre el tema. Con base en lo anterior, los estudios computacionales sobre desempeño de los motores Diésel cobran gran importancia en nuestros días, ya que permiten realizar,  mejoras  significativas en el desempeño de los nuevos motores; tanto es así que se puede afirmar que sin modelos de simulación que cuantificaran los efectos de los procesos fundamentales en los sistemas del motor, los avances logrados en los motores actuales habrían sido imposibles.

El  proceso  de  combustión  es  el  aspecto  más importante de un motor de combustión interna, por lo que su modelado es de gran relevancia al simular  el  comportamiento  global  de  un  motor Diésel.