Desarrollo de un modelo termodinámico cero dimensional para determinación en tiempo real de las prestaciones de motor diésel marino

Resumen

En este artículo se desarrolla un modelo termodinámico cero dimensional para motores diésel de cuatro tiempos en el entorno de Matlab®. El modelo sigue una estructura modular, es decir, se plantean submodelos de cada uno de los componentes que lo forman, lo que permite adaptarlo a distintas tipologías de motor, simplemente variando la conexión entre los distintos componentes. El modelo se formula en base a las leyes de la física y la termodinámica y a las propiedades de los compuestos que intervienen, recogiendo además el comportamiento en ciclo abierto y cerrado de los cilindros. Si bien se realizan hipótesis restrictivas, éstas son necesarias para que el modelo presente un tiempo de cálculo aceptable para su utilización n un buque, con aplicaciones desde la determinación de las condiciones de funcionamiento actuales del motor, hasta la optimización de los parámetros del motor según las condiciones de funcionamiento de éste en su vida útil. Así, el modelo resulta de gran importancia desde el punto de vista del correcto funcionamiento del motor y, por tanto, de la seguridad del buque. La aplicación del modelo se muestra mediante el ajuste del mismo para un motor diésel marino que funciona a velocidad constante. Se presentan los resultados del modelo, incluyendo valores medios y de presión en cilindro, frente a los valores medidos en banco de ensayo en régimen estacionario para distintos puntos de carga