DETALLES DEL PROYECTO

RESPONSABLE(S):

CédulaNombreCorreo ElectrónicoTeléfonos
V012102582RODRIGUEZ A RICHARD Rrirodrig@uc.edu.ve04144163305

TITULO DEL PROYECTO

Diseño y construcción de un sistema experimental para caracterizar los gases de pre y post combustión en motores de combustión interna

FACULTAD A LA QUE PERTENECE

Ingeniería

ACTIVIDAD DEL ARTICULO 42 DE LA LOCTI CON LA CUAL SE RELACIONA EL PROYECTO

Ordinal 8, Aparte a

PROBLEMA DEL PROYECTO

En el Departamento de Térmica y Energética de la Escuela de Ingeniería Mecánica es necesario diseñar y construir un sistema experimental para realizar análisis de motores de combustión interna. Lo anterior es motivado a iniciativas de la línea de investigación Energía y Aplicaciones ante el hecho del impacto ambiental que producen las emisiones contaminantes (SOX, COX, N2O, CH4) de los motores de combustión interna y la influencia del tipo de combustible y la relación aire-combustible sobre el comportamiento energético del motor. Para lograr el desarrollo de dicho sistema experimental, en el área relacionada con las máquinas térmicas de combustión interna, es necesario partir de un estudio profundo relacionado con la fundamentación teórica de la Termodinámica y el Equilibrio Químico aplicado al caso de las reacciones de combustión que se dan lugar en dichas máquinas. Tanto los motores a gasolina (descritos bajo el ciclo Otto) y los motores a gasoil (cuya descripción se fundamenta en el ciclo Diesel) son máquinas en las cuales se incrementa la condición energética útil de la sustancia al producirse el quemado o combustión de algún combustible, para su posterior transformación en trabajo mecánico útil a ser aprovechado en los alrededores. El Laboratorio de Térmicas, perteneciente al Dpto. de Térmica y Energética, posee dos motores de combustión interna (un motor a gasolina y un motor diesel) en funcionamiento y a disposición para la construcción de dicho sistema experimental. Además se debe tomar en cuenta la importancia del impacto ambiental que ocasionan las emisiones contaminantes antes las exigencias cada vez más estrictas en materia de emisiones emanadas de congresos internacionales como el Protocolo de Kioto sobre el cambio climático global debido a emisiones de algunos gases contaminantes.

OBJETIVOS DEL PROYECTO

El objetivo general que se aspira alcanzar con la terminación de este proyecto es diseñar y construir un sistema experimental para caracterizar los gases de pre y post combustión en motores de combustión interna. Los objetivos específicos que conforman la presente investigación, necesarios para alcanzar el objetivo general, son: a)Evaluar y seleccionar normas referentes a emisiones e inmisiones de gases en motores de combustión de fuentes fijas y de fuentes móviles, b)Realizar un diseño térmico-mecánico del sistema experimental que permita medir las relaciones de aire-combustible y las emisiones de gases, c)Seleccionar de instrumentos de medición y accesorios generales para la construcción del sistema experimental, d)Poner a punto el sistema experimental, e)Simular de la emisión de gases de motores de combustión interna.

ACTIVIDADES DEL PROYECTO

FASE I: IDENTIFICACIÓN DE LOS FUNDAMENTOS TEÓRICOS Y NORMAS VIGENTES. En primera instancia se realizará una recopilación bibliográfica acerca de los fundamentos teóricos relacionados con la termodinámica de la combustión y el equilibrio químico en textos especializados para el diseño del sistema experimental y el desarrollo de la simulación. En dichos textos se identificaran modelos matemáticos relacionados con los valores de los coeficientes de los polinomios para la determinación de las propiedades de los elementos y compuestos, las ecuaciones de balance de masa, relaciones aire-combustible, balance de energía y el equilibrio químico aplicado a las reacciones de combustión; así como índices característicos que permiten definir la combustión. También lo referente a la normativa nacional referente al diseño de sistemas experimentales y emisiones ambientales. FASE II: DISEÑO TÉRMICO-MECÁNICO DEL SISTEMA EXPERIMENTAL. Se aplicaran los fundamentos térmicos, mecánicos y las normativas vigentes para el diseño del sistema experimental. FASE III: SELECCIÓN COMERCIAL DE LOS INSTRUMENTACIÓN. En función de las características de los motores a utilizar para la construcción del sistema experimental se seleccionaran caudalimetros para aire, caudalimetros para combustible, termómetros y manómetros y equipos de medición de emisiones gaseosas. FASE IV: PUESTA A PUNTO DEL SISTEMA EXPERIMENTAL. Se pondrán a punto los motores que se disponen en el laboratorio. Acople del sistema de medición para los gases de pre y post combustión del sistema experimental. Puesta en funcionamiento y a punto del sistema experimental. Elaboración del manual del usuario para el correcto uso del sistema. FASE V: SIMULACIÓN DE LAS EMISIONES DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN. Selección del software a ser utilizado. Implementación de los modelos teóricos para conseguir, en función de la relación aire-combustible, las emisiones de gases contaminantes. Elaboración del manual de usuario.

PRODUCTOS DEL PROYECTO

Se podrán desarrollar modelos matemáticos con el fin de realizar predicciones sobre los componentes y la cantidad de materia de cada componente contaminante que se desecha al ambiente cuando se expulsan los productos de la combustión una vez que se haya definido el tipo de combustible, la relación aire-combustible y el tipo de motor de combustión interna en el banco de ensayo. Lo anterior permitirá elaborar análisis sobre el uso de algunos tipos de combustibles y sus mezclas sobre el impacto ambiental. El analizador de gases podrá ser utilizado en prácticas de laboratorio en asignaturas relacionadas con el área de térmica, esto permitirá que el estudiante pueda analizar y comprender los efectos que produce la variación de alguna propiedad, parámetro, tipo de combustible o tipo de motor en los productos de la combustión. Con el desarrollo de la simulación de los procesos de combustión se podrán realizar experiencias y predicciones con otros motores, con otros combustibles e incluso se podrá utilizar como una especie de banco de ensayo virtual para otras instituciones que no cuentan con sistemas experimentales de este tipo, muchas veces por restricciones económicas. Sería un software de desarrollo propio, fácilmente adaptable a los requerimientos nacionales

DEPENDENCIA RESPONSABLE DEL PROYECTO:

Escuela de Ingeniería Mecánica

DEPENDENCIA ESPECIFICA

Dpto Térmica y Energética

FECHA INICIO

26/04/2010

FECHA FIN

15/10/2012

MONTO DEL PROYECTO

Bs. 60.500.000,00, Bs.F. 60.500,00
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