SIMULAZIONE TERMOFLUIDODINAMICA 1D DI COMPRESSORI ALTERNATIVI: PROBLEMATICHE E CONFRONTO CON RILIEVI SPERIMENTALI

In questo lavoro si è cercato di analizzare le peculiarità ed i limiti della simulazione termofluidodinamica mista 0D-1D per la previsione delle prestazioni di un compressore alternativo. A tale scopo è stato effettuato uno schema 1D-0D di un compressore bicilindrico. È stata effettuata una simulazione dei fenomeni termofluidodinamici con un codice proprietario sviluppato al DiME nel corso dell???ultimo ventennio. I principali parametri che sintetizzano le prestazioni del compressore dedotti dall???analisi numerica sono stati confrontati con quelli misurati con un???apposita campagna sperimentale. In particolare, la caratteristica ottenuta attraverso la simulazione è stata confrontata con quella ottenuta dalle prove in stazionario, mostrando, sia pure in maniera lieve, un andamento divergente tra le due curve all???aumentare del rapporto di compressione ??. Considerando che fino a circa ??=5 la caratteristica ricavata numericamente riproduce fedelmente la caratteristica sperimentale, è ragionevole supporre che la divergenza suddetta può essere spiegata dalla mancata simulazione dei fenomeni di trafilamento dell???aria attraverso le valvole automatiche e, soprattutto, attraverso le fasce di tenuta del pistone (cosiddetto fenomeno del blow-by). L???indagine si è così focalizzata al tentativo di definire una metodologia che possa riprodurre il suddetto fenomeno del blow-by. È stato proposto uno schema misto 1D-0D del sistema mantello-pistone-segmenti (MPS) ed, imponendo la dinamica delle fasce elastiche, si è ottenuto un miglioramento della predittività degli strumenti di simulazione proposti. La procedura di calcolo è stata validata confrontando la portata di blow-by misurata su un motore bicilindrico ad accensione comandata con quella calcolata con una simulazione termo-fluidodinamica monodimensionale. I risultati rendono confidenti gli autori sull???adozione della metodologia proposta per la stima della portata di blow-by nelle macchine volumetriche alternative.