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Combustione e gasdinamica delle macchine

02AIUNE

A.A. 2018/19

2018/19

Combustione e gasdinamica delle macchine

L'insegnamento mira a fornire i fondamenti di termodinamica della combustione, della dinamica dei flussi reagenti e della gasdinamica dei motori, presentando le metodologie per la loro analisi sperimentale e modellazione. Particolare attenzione verra dedicata alle loro applicazioni alla progettazione dei motori a combustione interna ad alta efficienza.

Combustione e gasdinamica delle macchine

The goal of this subject is to introduce the fundamental of the thermodynamics of chemically reacting flows and of gasdynamics applied to IC engines. The main methodologies to analyze and modeling such phenomena in IC engines are investigated along with their applications to the design of the combustion systems in highly-efficient IC engines.

Combustione e gasdinamica delle macchine

Capacita di eseguire valutazioni preliminari di parametri termodinamici in flussi reagenti, con particolare riferimento ai parametri di combustione nei motori, di impostare bilanci energetici, valutare i parametri caratteristici delle prestazioni e i rendimenti di sistemi energetici a combustione e di impiegare metodologie di fluidodinamica computazionale per la loro progettazione.

Combustione e gasdinamica delle macchine

Competences needed to: estimate thermodynamic parameters in reacting flows; evaluate combustion parameters in IC engines; write energy balance for complex energy systems and calculate their efficiency and performance; apply computational fluid dynamic methodologies to design IC engine combustion systems.

Combustione e gasdinamica delle macchine

Conoscenze dei principi della termofluidodinamica-energetica, dei sistemi di conversione dell'energia e della chimica di base. Conoscenza dei principi di funzionamento dei motori alternativi a combustione interna e dei loro componenti e sottosistemi, con particolare riferimento ai sistemi di alimentazione dell'aria e del combustibile ed al sistema di combustione. E' consigliata la conoscenza di base dei fenomeni di formazione delle emissioni inquinanti.

Combustione e gasdinamica delle macchine

Knowledge of the fundamentals of thermo fluid dynamics and Chemistry. Knowledge of the operating principles of IC engines and their subsystems and components, with specific reference to charging, fuel injection and combustion apparatuses. The knowledge of the fundamentals of pollutant formation in IC engines is also recommended.

Combustione e gasdinamica delle macchine

Combustione nei motori diesel (9 ore): penetrazione del combustibile liquido e formazione della miscela aria-combustibile; combustione premiscelata e combustione diffusiva. Modello concettuale di Dec e diagramma Phi-T. Modelli per il calcolo della penetrazione dello spray e della fase liquida. Moto medio e turbolenza nei motori alternativi (6 ore): Moti organizzati in camera di combustione: swirl, squish, tumble: genesi ed evoluzione. Turbolenza nei motori: tecniche di estrazione del moto medio e turbolento; scale della turbolenza e raggio inerziale. Combustione premiscelata turbolenta (6 ore): velocita di combustione laminare; scale del processo di combusione; regimi turbolenti della combustione premiscelata e diagramma di Borghi. Diagnostica della combustione (6 ore): approcci multizona per motori Diesel e ad accensione comandata. Modelli per la simulazione della velocita di combustione in motori diesel e ad accensione comandata (6 ore) Indicazioni per il progetto della camera di combustione nei motori termici (6 ore).

Combustione e gasdinamica delle macchine

Combustion in diesel engines (9 hours): liquid fuel penetration, mixture formation, premixed and diffusive combustion. Dec conceptual model and Phi-T diagram. Spray and liquid fuel penetration modelling. Mean-floe and turbulence in ICEs (6 hours): organized motions in the combustion chamber, onset and evolution: swirl, squish, tumble. Turbulence in ICEs: extraction techniques for mena-floe and turbulent fluctuation; turbulence scales and inertial subrange. Premixed turbulent combustion (6 hours): laminar burning speed; scales of combustions; turbulent regimes of turbulent combustion and Borghi plot. Combustion diagnostics (6 hours): multizone pressure-based apporaches for diesel and SI engines. Burning rate modeling in diesel and SI engines (6 hours) Guidelines for the design of combustion chambers in ICEs (6 hours).

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ESERCITAZIONI IN AULA Introduzione a CFD: conservazione della massa e del momento della quantita di motor; equazioni RANS; modelli di turbolenza (k-epsilon) - 3 ore LABORATORI Tecniche per lo sviluppo di modello 0D/1D in motori a combustione interna (con utilizzo codice commerciale GT-Power): 9 ore presso LAIB Analisi CFD dei sistemi di iniezione e combustion in motori a combustione interna (con utilizzo codice commerciale Star CD): 9 ore presso LAIB

Combustione e gasdinamica delle macchine

APPLIED LECTURES Introduction to computational fluid dynamics: conservation of mass and momentum. Reynolds averaged Navier-Stokes equations. Turbulence modeling. k-epsilon.- 3 hours LABORATORIES Techniques for 0D/1D modeling of internal combustion engines (GT-Power environment): 9 hours at LAIB. CFD analisys of injection and mixture formation in ICEs (Star CD environment): 9 hours at LAIB.

Combustione e gasdinamica delle macchine

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Combustione e gasdinamica delle macchine

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;

Combustione e gasdinamica delle macchine

L?esame e orale. Il candidato dovra rispondere a due o tre domande, sviluppandone i temi attraverso la discussione o lo svolgimento di brevi calcoli. Le prove d?esame durano in media circa sessanta minuti l?una.

Combustione e gasdinamica delle macchine

Exam: Compulsory oral exam;

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Examination is based on an oral exam. The student is required to answer 2-3 questions. He has to discuss the topics and might be required to make some simple calculations.

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