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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Eduardo Henrique Cruciani
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Pimenta, Marcos de Mattos (President)
Albuquerque Neto, Cyro
Gallo, Waldyr Luiz Ribeiro
Title in Portuguese
Comparação numérica e experimental entre um ensaio de swirl estático e contí­nuo.
Keywords in Portuguese
Mecânica dos fluidos computacional
Motores de combustão interna
Swirl
Abstract in Portuguese
O presente trabalho tem como escopo validar qualitativa e quantitativamente o ensaio de swirl em cabeçotes de motores Diesel realizado de maneira contínua, comparando-o com o padrão estático amplamente aplicado na indústria no controle de qualidade deste componente. A modificação metodológica do ensaio permite ensaios muito mais velozes do que os atuais, podendo, com todas as verificações necessárias, ser extensível a uma linha de montagem, permitindo controle de qualidade diretamente após o processo de usinagem do fundido ou antes de montar o cabeçote no bloco do motor. O presente trabalho apresenta a metodologia aplicada para o tratamento do problema bem como os resultados obtidos até o momento, indicando também os que ainda serão obtidos. No escopo do projeto, apresenta-se de maneira sucinta todo o procedimento utilizado para as simulações estáticas e transiente dos métodos de medição a partir do método do volume finitos de um código comercial, destacando a metodologia para determinação das malhas, seleção dos modelos e esquemas de discretização utilizados, destacando por fim uma comparação entre diferentes aberturas de válvula do ensaio estático e os primeiros resultados da simulação com abertura de válvula ao longo do tempo de simulação. Do ponto de vista experimental, descreveu-se o equipamento utilizado bem como as adaptações realizadas, principalmente no que tangem a automação do controle de válvula, no escopo do presente projeto, apresentando por fim alguns resultados do ensaio contínuo na bancada em comparação com o estático. Os ensaios e simulações numéricas estática e transientes apresentaram coerência em seus resultados. As simulações, quando comparadas entre si e com os resultados do PIV, mostram que os perfis de escoamento são bastante parecidos em todas as situações, o que permite concluir que existe a possibilidade de se realizar o ensaio de swirl de forma dinâmica para esta configuração específica.
Title in English
Numerical and experimental comparisons between static and continuous Swirl tests.
Keywords in English
Computational fluid dynamics
Internal combustion engines
Swirl
Abstract in English
The present work aims to validate qualitatively and quantitatively the swirl test in diesel engine heads performed continuously, comparing it with the static standard widely applied in industry in the quality control of this component. The methodological modification of the test allows for tests much faster than the current ones and can be extensible to an assembly line, allowing quality control directly after the cast machining process or before mounting the engine block. The present work presents the applied methodology for the treatment of the problem as well as the results obtained so far, also indicating the ones that will be obtained. In the scope of the project, the whole procedure used for the static and transient simulations of the measurement methods based on the finite volume method of a commercial code is presented, highlighting the methodology for determining the meshes, selection of models and schemes of discretization. At last, a comparison between different valve openings of the static test and the first results of the simulation with valve opening during the simulation time will be presented. From the experimental point of view, the equipment used was described, as well as the adaptations made, mainly in what concerns the automation of valve control, within the scope of the present project. Some results of the continuous test in the bench are presented and compared with the static ones. The static and dynamic tests and simulations presented good coherence among their results. The simulations, when compared one with each other and to the PIV test results, showed great similarities among the in-cylinder flow velocity profiles, what might lead to the conclusion that it is possible to test cylinder heads dynamically, at least with the presented configuration.
 
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Publishing Date
2019-07-25
 
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