motores de combustion interna

Capitulo 6
El movimiento del fluido dentro de la cámara de combustión
6-1 TURBULENCIA
Debido a las altas velocidades complicadas, todos los flujos en, de, y dentro de cilindros de motor es flujos turbulentos. La excepción a esto es aquellos flujos en las esquinas y las pequeñas grietas de la cámara de combustión donde la proximidad cercana de las paredes humedece hacia fuera la turbulencia.Como consecuencia de la turbulencia, tarifas de transferencia termodinámicas dentro de un motor son aumentadas según una orden de magnitud. Transferencia térmica, evaporación, mezcla, y tarifas de combustión todo el aumento. Como aumentos de régimen del motor, el aumento de caudales, con un aumento correspondiente del remolino, aplasta, y la turbulencia. Esto aumenta la tarifa en tiempo real deevaporación de combustible, mezcla del vapor de combustible y el aire, y la combustión. Cuando el flujo es turbulento, las partículas experimentan fluctuaciones arbitrarias en el movimiento sobrepuesto sobre su velocidad de bulto principal. Estas fluctuaciones ocurren en todas las direcciones, el perpendicular al flujo y en la dirección de flujo. Esto hace imposible de predecir las condiciones deflujo exactas en cualquier tiempo dado y posición. Estadístico haciendo un promedio sobre muchos ciclos de motor da condiciones de flujo exactas medias, pero no puede predecir el flujo exacto de alguien el ciclo. El resultado es variaciones cíclicas en parámetros de operaciones dentro de un motor (p.ej., la presión de cilindro, la temperatura, queme el ángulo, etc.). Un número de modelos diferentespara la turbulencia pueden ser encontrados en la literatura de mecánica fluida, que puede ser usada predecir características de flujo [59]. Un modelo simple usa las velocidades de fluctuación de u ' en la dirección de coordenada de X, la v ' en la dirección Y, y la w ' en la dirección de Z. Estos son sobrepuestos sobre las velocidades de bulto medias de u, v, y la w en el X, Y, y direcciones de Z,respectivamente. El nivel de turbulencia entonces es calculado por tomando el promedio medio cuadrado de u ', la v ', y la w '. El promedio lineal de u ', la v ', o la w ' será el cero. Hay muchos niveles de turbulencia dentro de un motor. La turbulencia a gran escala ocurre con remolinos sobre la orden del tamaño del paso de flujo (p.ej., la apertura de válvula, diame~r de corredor de entrada,altura de volumen de despacho de aduana, etc.). Estas fluctuaciones son arbitrarias, pero tienen una direccionalidad controlado por el paso del flujo. Sobre el otro extremo, la turbulencia de escala más pequeña es totalmente arbitraria y homogénea, sin direccionalidad y controlada por la disipación viscosa. Hay todos niveles de turbulencia en medios estos extremos, con características en loslímites de aquellos de turbulencia en pequeña escala a aquellos de turbulencia a gran escala. La referencia [58] examina el papel de turbulencia en motores de combustión internos en el gran detalle y sumamente recomienda para más estudio profundo de este sujeto. La turbulencia en un cilindro es alta durante la entrada, pero entonces se disminuye como el caudal reduce la marcha cerca de BDC. Esto aumentaotra vez durante la compresión como el remolino, aplastar, y el aumento de caída cerca de TDC. El remolino hace la turbulencia más homogénea en todas partes del cilindro.
La alta turbulencia cerca de TDC cuando la ignición ocurre es muy deseable para la combustión. Esto rompe y extiende el frente de llama muchas veces más rápido que él de una llama laminar. El combustible de aire es consumido enun muy el rato, y la auto ignición y el puñetazo son evitados. La velocidad de llama local depende de la turbulencia inmediatamente delante de la llama. Esta turbulencia es realzada por la extensión de los gases de cilindro durante el proceso de combustión. La forma de la cámara de combustión es sumamente importante en la generación de la turbulencia máxima y el aumento de la combustión deseada...