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This study aimed to investigate the combined effects of compression ratio (CR), start of injection angle (SOI) and water injection (WI) on the performance, including NOx emissions, of a modified turbocharged compression ignition engine using H₂ as the primary fuel and diesel solely as a pilot ignition source. WI and H₂ were both injected into the intake manifold just after the charge heat exchanger. Test conditions varied the engine speed from 1500 rpm to 2750 rpm, covering a wide range of the original engine's operating conditions, water mass flow varied from 0 to 0.795 g/cycle and SOI for pilot ignition was studied in the range 10°, 5°, 0° before top dead center. Subsequently, the study examined the combined effect of reducing the engine's CR from 17.5:1 (base) to 13.5:1, in one-point increments, reducing SOI and water addition to further enhance the hydrogen energy share (HES). HES varied from 0 % to 85 % under different engine conditions, and WI and SOI were employed to prevent knocking and ensure that the maximum combustion pressure did not exceed 160 bar. The test results indicate that NOₓ emissions increase with HES, but reducing the CR results in a reduction in NOₓ emissions of approximately 50 %. Additionally, WI further reduces NOₓ emissions by up to 50 %. The experimental evidence demonstrates that combining WI with CR and SOI reduction can effectively lower NOₓ emissions, achieving an efficiency greater than 35 % and therefore approaching the base diesel mode's efficiency. This also reduces the maximum in-cylinder pressure, allowing for an increase in turbocharger pressure and consequently enhancing the engine's specific power. The maximum engine power achieved was 31.6 kW at 2500 rpm (mean effective pressure of 10.1 bar), with a CR of 15.5, SOI at 10°, 1.5 kg/kWh of water, a HES of 81 %, and a minimum NOₓ level of approximately 480 ppm, with a maximum combustion pressure below 120 bar.

The use of compression ignition engines (CIEs) is associated with increased greenhouse gas emissions. It is therefore necessary to research sustainable solutions and reduce the negative environmental impact of these engines. A widely studied alternative is the use of H2 in dual-fuel mode. This review has been developed to include the most recent studies on the subject to collect and compare their main conclusions on performance and emissions. Moreover, this study includes most relevant emission control strategies that have not been extensively analyzed in other reviews on the subject. The main conclusion drawn from the literature is the negative effect of the addition of H2 on NOx. This is due to the increase in temperature during combustion, which increases NOx formation, as the thermal mechanism predominates. Therefore, to reduce these emissions, three strategies have been studied, namely exhaust gas recirculation (EGR), water injection (WI), and compression ratio (CR) reduction. The effect of these techniques on NOx reduction, together with their effect on other analyzed performance parameters, have been deeply analyzed. The studies reviewed in this work indicate that hydrogen is an alternative fuel for CIEs when used in conjunction with techniques that have proven to be effective in reducing NOx.

En el presente Trabajo Fin de Máster, se ha indagado en la aplicación práctica de redes neuronales para la optimización de tareas de mantenimiento predictivo en turbofanes. El primer objetivo ha sido la construcción de un modelo del motor comercial capaz de proporcionar datos fundamentales. Seguidamente se ha realizado un análisis de sensibilidad orientado a identificar el comportamiento del modelo frente a diversos niveles de degradación, con el principal objetivo de establecer el conjunto más idóneo de sensores requeridos para el proceso. La fase posterior se ha centrado en la generación de datos, los cuales han sido utilizados como base para el entrenamiento de las redes neuronales. De este modo, se ha logrado una comparación detallada del desempeño entre dos enfoques: las redes Feedforward y las redes LSTM, en relación a la problemática planteada. Los resultados obtenidos han subrayado la efectividad inherente de ambas arquitecturas en la detección de deterioros en los componentes del turbofán. A través de este contraste entre las dos modalidades, se han puesto de manifiesto las ventajas particulares de cada una, dando lugar a la formulación de un enfoque alternativo con el potencial de incrementar la precisión en las estimaciones logradas. Por último, la exploración de estas herramientas ha abarcado un análisis más amplio, evaluando su capacidad para identificar el origen de las degradaciones en contextos más complejos: degradaciones simultáneas en varios componentes y condiciones operativas variables del motor., In this project, practical application of neural networks for optimizing predictive maintenance tasks in turbofans has been investigated. The primary goal has been to carry out a model of the commercial engine capable of providing essential data. Subsequently, a sensitivity analysis has been conducted to identify the model’s behavior across various degradation levels, with the key objective of establishing the most suitable set of sensors required for the process. The subsequent phase has focused on data generation, which has served as the foundation for training neural networks. This has enabled a detailed comparison of performance between two approaches: Feedforward networks and LSTM networks. The obtained results have underscored the inherent effectiveness of both architectures in detecting deterioration in turbofan components. Through this contrast between the two modalities, the distinct advantages of each have been highlighted, leading to the formulation of an alternative approach with the potential to enhance precision in the achieved estimations. Lastly, the exploration of these tools has encompassed a broader analysis, evaluating their capability to identify degraded components in more complex contexts: simultaneous degradation in multiple components and varying operational conditions of the engine.

Este proyecto fin de grado surge del interés del diseño, modelado y posterior diagnóstico de un motor aeronáutico para su posible posterior utilización en la práctica, como ayuda al proceso de revisión y verificación tan imprescindible en los componentes que conforman un avión de transporte civil. El objetivo principal del proyecto es, a parte del modelaje y el estudio del motor, el desarrollo de una herramienta digital que permita diagnosticar un fallo interno y su magnitud correspondiente, desarrollando así la capacidad de poder detectar la degradación de una parte del motor sin ni siquiera comenzar a inspeccionarlo de forma física. En primera instancia se llevará a cabo un estudio preliminar de los sensores del motor, sus características principales y el estudio del avión al cual propulsa. También se explicará, en detalle, el modelo utilizado para la determinación de las magnitudes termodinámicas partícipes en el cálculo. El proyecto se irá desarrollando de manera ordenada y progresiva ya que constituye, en su totalidad, un proceso que se ha ido construyendo en la misma manera en la que se presenta en esta memoria. Es entonces, objeto de estudio la resolución del ciclo en punto de diseño, los mapas de las turbomáquinas y el posterior ciclo fuera de diseño, con el objetivo de modelar el funcionamiento del motor bajo consideración digitalmente. En la última etapa, en donde reside el principal objetivo del proyecto, se hará un estudio a cerca de cómo se introduce la degradación en el motor, la utilización de la herramienta de diagnóstico y, a continuación, un estudio estadístico explorativo sobre su precisión y bondad. Debido a la magnitud de estudio que está bajo el alcance de este proyecto, durante el mismo se han hecho suposiciones y simplificaciones, las cuales son siempre justificadas y explicadas. Además, el estudio estadístico está acotado únicamente a la degradación de un cierto componente pero, aun así, se reflexionará acerca de las implicaciones que esto t, This final thesis arises from the interest that I have in the design, modelling and diagnosis of an aeronautical engine, for its subsequent application in the practical world. It will serve as useful help in the verification and revision of an engine, an essential practice when talking about the components of an aircraft. The main goal is, besides the modelling of the engine, the development of a digital tool that permits the diagnosis of an internal engine flaw or failure and the determination of its corresponding magnitude. This will mean to have the capability to detect the deterioration of an internal part of an engine without even comencing its revision process. First of all, we will carry out a preliminar study on its internal sensors, its principal characteristics and the modelling of its corresponding aircraft. Moreover, we will explain the used model for the correct calculation of the thermodynamic variables that are present in the study. The project will be written in a progressive way, each part constituting a key step in the construction of the work. This is why, in this specific order, we will explain the resolution of the point-design cycle, the development of machine reference maps and the resolution of the off design cycle. All of these stages constituting the digital modelling of the engine. Regarding the last part of the work, where the principal goal resides, we will attend to the input of the deterioration in the engine, the usage of the diagnosis tool and the statistical explorative analysis that will be done based on the results recorded and their precision. Due to the magnitude of study that is covered by the project, we have considered some simplifications and hypothesis, all of which have been justified and explained. Moreover, the statistical study only considered the evaluation of a single engine component, however we have analyzed the implications of this and the possible future refinings of the method.

From the point of view of vehicle maintenance, one of the most important systems of urban buses is the cooling system. These vehicles run typically more than 80,000 km per year, and the radiator of the system gets fouled due to dust and dirt of the cooling air, which produces an increase in water temperature. This situation forces to stop the vehicle and perform washing of the radiator. This study is focused on the development of a model of the cooling system of urban buses based on an artificial neural network (ANN), which is used for system diagnosis and engine surveillance. Data are gathered from the CAN-bus system of every bus, which have allowed the development of a dynamic ANN that fits the cooling dynamics.

Supercritical water gasification (SCWG) is a promising technology for the valorization of wet biomass with a high-water content, which has attracted increasing interest. Many experimental studies have been carried out using conventional heating equipment at lab scale, where researchers try to obtain insight into the process. However, heat transfer from the energy source to the fluid stream entering the reactor may be ineffective, so slow heating occurs that produces a series of undesirable reactions, especially char formation and tar formation. This paper reviews the limitations due to different factors affecting heat transfer, such as low Reynolds numbers or laminar flow regimes, unknown real fluid temperature as this is usually measured on the tubing surface, the strong change in physical properties of water from subcritical to supercritical that boosts a deterioration in heat transfer, and the insufficient mixing, among others. In addition, some troubleshooting and new perspectives in the design of efficient and effective devices are described and proposed to enhance heat transfer, which is an essential aspect in the experimental studies of SCWG to move it forward to a larger scale.

The combination of alternate fuels, such as biodiesel, and low-temperature combustion (LTC) constitutes a promising solution to reduce pollutant emission and to avoid dependence on fossil fuels. However, this concept requires additional research to optimise LTC of biodiesel over wider operating ranges, specifically including the implementation of numerical models to assist in the development of these engines. In this work, an experimental analysis was carried out assessing both thermal performance and emissions derived from the LTC of diesel/biodiesel blends with late direct injection. Furthermore, this analysis allowed implementing a predictive tool to characterise in-cylinder pressure trace under this operation strategy. This model was coupled with an empirical law to simulate heat release during the combustion process. Least squares method was applied to fit this empirical law to experimental data involving different conditions in terms of percentages of rapeseed biodiesel in the fuel blend, rotational speed, fuel/air equivalence ratio and percentages of external exhaust gas recirculation. To build the predictive model, a multiple regression methodology was used to correlate the law parameters with the operating conditions. Finally, a validation process based on the simulation of in-cylinder pressure trace was developed, revealing that the predictions agreed well with the experimental data. This suggests that the proposed model is able to satisfactorily predict the LTC of diesel/biodiesel blends within the test range.

El objetivo de este proyecto no es otro que el evaluar diferentes metodologías para estimar las degradaciones de los motores turbohélices tras su uso en la realidad. Primero se debatirá el mejor turbohélice a analizar, dentro de los motores propuestos, siendo necesario un estudio genérico previo sobre las prestaciones y configuración del turbohélice en aras de conseguir conforme el proyecto avance mayores cantidades de resultados y de mejor calidad. Del mismo modo, también es necesario determinar de que sensores dispone dicho motor, en aras de utilizar para el análisis valores reales que tendría el turbohélice en sí. Seguidamente habría que hacer un estudio termodinámico del motor en cuestión. Para ello se hará uso de la herramienta MATLAB, que permitirá resolver el ciclo de la turbomáquina para unas condiciones de vuelo dadas, tanto dentro como fuera del punto de diseño. Una vez obtenida toda la información referente al motor en diferentes perfiles, es necesario extraer la información obtenida de la manera más parecida a la que se haría si el motor se tratase de uno real. Para ello se implementará un ruido en los sensores dispuestos a lo largo del turbohélice modelado analíticamente, simulando le comportamiento real de los sensores del motor. Del mismo modo, también se implementarán las degradaciones que se consideren oportunas a lo largo de las distintas etapas de la turbomáquina. Por último se analizarán los dato obtenidos, concluyendo si la metodología aplicada es la apropiada. Este proceso se llevará a cabo a través de un estudio estadístico y será la parte central del análisis, que dará pie a su continuación como trabajo futuro para determinar la herramienta que mejor se adapte a las necesidades del mercado., The objective of this project is none other than to evaluate different methodologies to estimate the degradations of turboprop engines after their use in reality. First of all, it will be discussed which is the best turboprop to analyze, within the proposed engines, being necessary a previous generic study on the performance and configuration of the turboprop to obtain, as the project progresses, more and better quality results. In the same way, it is also necessary to determine the sensors that the engine has, in order to use them for the analysis of the real values that the turboprop itself would have. Next, a thermodynamic study of the engine in question must be carried out. For this purpose, the MATLAB tool will be used, which will allow the turbomachine cycle to be solved for given flight conditions, both inside and outside the design point. Once all the information related to the engine has been obtained in different profiles, it is necessary to extract the resulting information as close as possible to what would be done if the engine were real. For this purpose, noise will be implemented in the sensors arranged along the analytically modeled turboprop, simulating the real behavior of the engine sensors. In the same way, the degradations considered appropriate along the different stages of the turbomachine will also be implemented. Finally, the data obtained will be analyzed, concluding if the applied methodology is adequate. This process will be carried out through a statistical study and will be the central part of the analysis, which will lead to its continuation as future work to determine the tool that best suits the needs of the market.

Supercritical water gasification (SCWG) has been shown to be an effective technology to valorize a wide range of organic waste by transforming them into gases with high energy potential, such as hydrogen and methane. However, the industrial implementation of these processes is rarely extended due to the huge energy requirements during plant start-up and operation. The purpose of this study is to explore feasible ways of energy integration by hybridizing SCWG processes with combined heat and power technologies, such as exhaust gases coming from (i) internal combustion engines or (ii) gas turbines. The analysis focuses on energy consumption with the aim of optimizing the operation and design of plants. System configurations are simulated with Aspen Plus considering data from the literature for the gasification of glycerol and using typical plant capacities on an industrial scale. Results show the thermal power required in heat exchangers and the electricity generation from residual energy in hot effluents as a needed step to optimize the plant configuration and boost energy synergies with other technologies.

Este proyecto nace del interés de diseñar un motor turbohélice híbrido y estudiar su aplicabilidad en el mercado actual. Dicho diseño se ha llevado a cabo en la herramienta Matlab. La hibridación del motor vendrá dada por la combinación de un motor térmico turbohélice convencional junto a un conjunto que generará potencia eléctrica. Este segundo estará formado por un almacenamiento de dicha energía en baterías, que la suministrarán a varios motores eléctricos que podrán actuar también como generadores. De esta forma, se contemplará tanto la descarga como la recarga de estas baterías. La estructura del proyecto gira en torno a cuatro grandes bloques: modelo de aeronave, modelo de turbohélice, modelo eléctrico y optimización de la operación. Los tres primeros bloques compondrán el núcleo del estudio: a partir de una entrada proporcionada por el modelo de aeronave, puede dar respuesta a esta el motor térmico, el eléctrico o una combinación de ambos. Esto permitirá contar con las herramientas necesarias para afrontar el objetivo final: la elaboración de un algoritmo optimizador que decida en cada instante de tiempo cuál es la configuración o el grado de hibridación del motor. A partir de esta estructura, se ha hecho un análisis de tres aviones representativos del mercado actual en cuanto a turbohélices se refiere, intentando cubrir gran variedad de tamaños de misiones, aplicaciones, tecnologías y pesos de aeronaves. Por la magnitud de este problema de diseño, se deberán establecer como fijos el dimensionamiento de las baterías y del motor térmico. Aún así, se reflexionará acerca de las implicaciones de cada uno de ellos y se abrirán posibles vías de continuación y mejora del proyecto., The main purpose of this project is the developpment and design of an Hybrid Turboprop aircraft and studying its applicability in the current market. This design has been carried out in the Matlab tool. The structure of the project revolves around four large blocks: aircraft model, turboprop model, electrical model and operational optimization. The first three blocks will make up the core of the study: from an input provided by the aircraft model, the thermal engine, the electric engine or even a combination of both will respond to this. This will allow to have the necessary tools to face the final objective: the elaboration of an optimizing algorithm that decides at each moment what is the configuration or the degree of hybridization of the engine. This model wuould try to represent the realilt, nonetheless, an equation mofrl will always make use of simplifications and hypotheses. From this structure, an analysis has been made of three representative aircraft of the current market in terms of turboprops, trying to cover a wide variety of mission sizes, applications, technologies and aircraft weights. The implications and the impact on the perfomances of each kind of aircraft will be carefully analysed. Due to the magnitude of the design problem, the sizing of the batteries and the heat engine should be set as fixed. Even so, the implications of each of them will be reflected on and possible avenues for continuation of the project will be opened.

The supercritical Carbon Dioxide power cycle technology has attracted growing interest from the scientific community, becoming one of the most important options currently considered for CSP applications. This is thanks to its high thermal efficiency, even at moderate turbine inlet temperatures, and small footprint. Nevertheless, sCO2 power cycles require a fairly low compressor inlet temperature to exploit their full thermodynamic potential. When this cannot be achieved, as it is usually the case for Concentrated Solar Power plants where ambient temperatures are high, the interest of the technology is compromised. To compensate for this effect, the SCARABEUS project is working on the development of certain chemical dopants that could be added to the raw CO2, obtaining new working fluids with the same or even better performance than pure CO2 even at higher minimum cycle temperatures. This paper studies the impact of using CO2 mixtures blended with Hexaflurorobenzene (C6F6) and Titanium Tetrachloride (TiCl4). It is found that these mixtures enable thermal efficiencies that are higher than if pure CO2 were used. The efficiency gain can be as high as 3 percentage points, depending on the dopant used and the operating conditions considered. In addition to this absolute performance gain, the paper reveals that there are additional degrees of freedom that enable more effective cycle optimisation. These are the dopant molar content, not only its composition, and the cycle layout used. When this is studied, it is found that the optimum molar content ranges from 10 to 20% and that the layouts of interest when using mixtures are simpler than if plain CO2 were used. These results open the way for a significant performance enhancement of Concentrated Solar Power plants.

Despite their high thermal efficiency (>50%), large two-stroke (2 T) diesel engines burning very cheap heavy fuel oil (HFO) produce a high level of carbon dioxide (CO2). To achieve the low emission levels of greenhouse gases (GHG) that will be imposed by future legislation, the use of hydrogen (H2) as fuel in 2 T diesel engines is a viable option for reducing or almost eliminate CO2 emissions. In this work, from experimental data and system modelling, an analysis of dual combustion is carried out considering different strategies to supply H2 to the engine and for different H2 fractions in energy basis. Previously, a complete thermodynamic model of a 2 T diesel engine with an innovative scavenging model is developed and validated. The most important drawbacks of this type of engines are controlled in this work using dual combustion and water injection, reducing nitrogen oxides emissions (NOx), self-ignition and combustion knocking. The results show that the developed model matches engine performance data in diesel mode, achieving a higher efficiency and mean effective pressure (MEP) in hydrogen mode of 53% and 14.62 bar respectively.

El principal objetivo del proyecto es desarrollar un modelo de aeronave turbohélice híbrida de modo que se pueda llevar a cabo un estudio de optimización. Modelar la dinámica y cinemática así como la planta propulsora híbrida es necesario para lograr el objetivo. Los modelos tratan de ceñirse a la realidad. Sin embargo, existen limitaciones, simplificaciones e hipótesis fueron introducidas durante el desarrollo y programación de los modelos. Una vez creado el modelo global, se explica el proceso de optimización y se muestran y discuten los resultados obtenidos. Todo ello, con el objetivo de alcanzar una conclusión sobre los beneficios y desventajas que este tipo de tecnología puede aportar en un futuro cercano., The main purpose of the project is to develope an Hybrid Turboprop aircraft model in order to carry out an optimization study. Modelling the aircraft dynamics and kinematics as well as the Hybrid Turboprop engine is totally necessary for fullfilling the goal of the project. These models tried to emulate the reality. However, an equation model will always be limitated, simplifications and hypotheses were assumed during the development and codification of them. Once the whole hybrid model was accomplished, the optimization process is explained and the results obtained from these studies are shown and discussed in order to draw a conclusion about the benefits and drawbacks that these kind of technology may provide in a forseeable future.

Fire refining of blister copper is a singular process at very high temperatures (~1400 K), which means the furnace is exposed to heavy thermal loads. The charge is directly heated by an internal burner. The impurities in the charge oxidize with the flux of hot gases, creating a slag layer on the top of the molten bath. This slag is periodically removed, which implies liquid metal flowing through the furnace port. To address its malfunction, a re-design of the furnace port is presented in this work. Due to the lack of previous technical information, the convective heat transfer coefficient between the slag and the furnace port was characterized through a combination of an experimental test and a three-dimensional transient model. Finally, the original design of the furnace port was analyzed and modifications were proposed, resulting in a reduction of the average temperature of the critical areas up to 300 K. This improvement prevents the anchoring of the accretion layer over the port plates and the steel plate from being attacked by the copper.

Este Proyecto surge del interés por gozar de un mayor conocimiento acerca de la posibilidad de implementación de una plataforma híbrida de aeronave, en la que a la contribución de la turbina de gas convencional se suma la aportación de potencia por parte de un paquete eléctrico de baterías. En consonancia con la tendencia mundial en auge, el sector aeronáutico, como pionero que es, está en marcha hacia la búsqueda de aeronaves más respetuosas con el medio ambiente al reducir las emisiones de gases contaminantes asociadas. En este sentido, las aeronaves híbridas se plantean, en base al estado del arte actual en cuanto a baterías, como paso intermedio o previo a la consecución de diseños completamente eléctricos. El análisis completo del problema que subyace requiere inicialmente de la implementación de los perfiles de vuelo a desarrollar por las aeronaves en cuestión, y es que a partir de ellos será deducida la evolución temporal de las demandas de potencia o consumo de fuel. El abanico de aviones al que se extiende el estudio abarca 3 aeronaves de muy diversa tipología y tonelaje con vistas a extraer conclusiones sobre la conveniencia de la hibridación en aplicaciones más concretas. El modelado de los flujos energéticos que en cada instante han de existir para dar respuesta a las demandas de la aeronave precisa del desarrollo tanto de un modelo de motor como de la caracterización del apilamiento de baterías. En cuanto al motor, se iniciará con el estudio de su desempeño en condiciones de diseño para, a partir de ellas, permitir un correcto dimensionado de las turbomáquinas que conforman el motor y asegurar una adecuada actuación fuera del punto de diseño escogido. Por la naturaleza del módulo eléctrico, se desarrollarán las funciones pertinentes para modelar tanto la descarga de las baterías (potencia contribuyente a la propulsión de la aeronave) como su recarga con potencia procedente de la turbina de gas para así prolongar la capacidad de las mismas. El objetivo ú, This Project arises from the concern about acquiring knowledge of the possibility of implementing a hybrid aircraft platform, in which the contribution of the conventional gas turbine is complemented by the power supply from an electric battery pack. In line with the growing global trend, the aeronautical sector, as a pioneer, is moving towards the search for more environmentally friendly aircrafts by reducing the associated emissions of polluting gases. In this sense, hybrid aircrafts are considered, based on the current state of the art in terms of batteries, as an intermediate or previous step to the achievement of fully electric designs. The complete analysis of the underlying problem requires the initial implementation of the flight profiles to be developed by the aircraft in question, and it is from them that the temporal evolution of the power demands or fuel consumption will be deduced. The range of aircraft covered by the study includes 3 airplanes of very different types and tonnage with a view to drawing conclusions on the suitability of hybridization in some specific applications. The modeling of the energy flows that must exist at each instant to meet the demands of the aircraft requires the development of both an engine model and the characterization of the battery stack. As for the engine, we will start with the study of its performance under design conditions in order to allow a correct sizing of the turbomachines that make up the engine and ensure an adequate performance outside the chosen design point. Due to the nature of the electric module, the pertinent functions will be developed to model both the discharge of the batteries (power contributing to the propulsion of the aircraft) and their recharge with power from the gas turbine to extend their capacity. The ultimate objective is to minimize a series of objective functions such as fuel consumption or polluting gases emitted into the atmosphere by using optimization functions (such as fmincon, l

Dentro del ámbito aeronáutico, la tecnología del turbo-hélice tiene un uso bastante extendido, sobre todo para propulsar pequeños y medianos aviones de transporte, tanto de pasajeros como de mercancía, y con trayectos cortos. Por tanto, este Trabajo Fin de Grado nace del interés de generar un modelo paramétrico de un turbo-hélice a partir de unos datos en banco, y capaz de simular las prestaciones del motor en condiciones fuera de diseño. Para ello se ha hecho uso del software MATLAB. En este sentido, en el capítulo Modelo del motor se exponen los datos del ensayo en banco del turbohélice Garrett TPE331-5, así como sus especificaciones. También se define las propiedades del fluido de trabajo, para así exponer las ecuaciones que definen el ciclo termodinámico del turbo-hélice en estudio en el punto de diseño. Seguidamente, en el capítulo Modelo de motor off-design se introducen los conceptos de mapas característicos de compresor y turbina, y el escalado de los mismos. Dicho mapas se suman a las ecuaciones definidas en el capítulo anterior para así, constituir el modelo del turbo-hélice para condiciones off-design. Una vez definidos estos dos modelos, en el capítulo Matching del modelo a los datos en banco se trata de sintonizar el modelo off-design a los datos en banco mediante la optimización de un vector de parámetros, entre los que se encuentran el gasto de aire o los rendimientos isoentrópicos del compresor y la turbina. Dichos parámetros se definen para el punto de diseño del turbo-hélice, que será uno de los puntos de ensayo. A continuación, tras haber logrado el matching del modelo a los datos de ensayo, en el capítulo Evaluación de prestaciones off-design se hace una estimación de la demanda de empuje para diferentes configuraciones de vuelo del C-212. De este modo, se puede evaluar el modelo en condiciones fuera de diseño para un caso real, observando que las prestaciones del turbo-hélice son congruentes con la teoría. Finalmente, en las Conclusiones se reco, Within the aeronautical field, turboprop technology is widely used, especially to propel small and medium-sized transport aircraft, both for passengers and for goods, and with short routes. Therefore, this Final Degree Project is born from the interest of generating a parametric model of a turbo-propeller from bench data, and capable of simulating engine performance under off-design conditions. For this, MATLAB software has been used. In this sense, in the chapter Engine model the data of the bench test of the Garrett TPE331-5 turboprop, as well as its specifications, are exposed. The properties of the treated fluid are also defined, in order to expose the equations that define the thermodynamic cycle of the turboprop under study at the design point. Next, in the chapter Off-design engine model the concepts of compressor and turbine characteristic maps, and their scaling, are introduced. Those maps are added to the equations defined in the previous chapter in order to set the turbo-propeller model for off-design conditions. Once these two models have been defined, in the chapter Matching the model to the bench data we try to match the off-design model to the bench data by optimizing a vector of parameters, among which are the air flow or the isentropic performances of the compressor and the turbine. These parameters are defined for the turboprop design point, which will be one of the test points. Next, after having achieved the matching of the model to the test data, in the chapter Off-design performance evaluation an estimate of the thrust demand for different flight configurations of the C-212 is made. In this way, the model can be evaluated under off-design conditions for a real case, observing that the turboprop performance is consistent with the theory. Finally, the Conclusions includes the most relevant aspects and results obtained during the development of the project. In addition, possible improvements in the analysis made and future lines of work are propos

This paper provides an assessment of the expected Levelised Cost of Electricity enabled by Concentrated Solar Power plants based on Supercritical Carbon Dioxide (sCO2) technology. A global approach is presented, relying on previous results by the authors in order to ascertain whether these innovative power cycles have the potential to achieve the very low costs of electricity reported in the literature. From a previous thermodynamic analysis of sCO2 cycles, three layouts are shortlisted and their installation costs are compared prior to assessing the corresponding cost of electricity. Amongst them, the Transcritical layout is then discarded due to the virtually impossible implementation in locations with high ambient temperature. The remaining layouts, Allam and Partial Cooling are then modelled and their Levelised Cost of Electricity is calculated for a number of cases and two different locations in North America. Each case is characterised by a different dispatch control scheme and set of financial assumptions. A Concentrated Solar Power plant based on steam turbine technology is also added to the assessment for the sake of comparison. The analysis yields electricity costs varying in the range from 8 to over 11 g/kWh, which is near but definitely not below the 6 g/kWh target set forth by different administrations. Nevertheless, in spite of the results, a review of the conservative assumptions adopted in the analysis suggests that attaining costs substantially lower than this is very likely. In other words, the results presented in this paper can be taken as an upper limit of the economic performance attainable by Supercritical Carbon Dioxide in Concentrated Solar Power applications.

El objetivo de este trabajo es analizar los datos proporcionados por el CAN bus con objeto de modular a futuros un sistema cuya respuesta sea la misma que el sistema de transmisión de un autobús urbano con planta propulsiva de Gas Natural Comprimido. Tras ver la validez de dichos datos, se detectan deficiencias en el cómputo del par de la centralita, lo que lleva a un análisis en profundidad de dicho dato para lograr una estimación válida del par dedicado a la propulsión del vehículo. Tras la aplicación de diferentes técnicas para el tratamiento de los datos, a través del uso de redes neuronales se plantea un modelo de sólido rígido que nos proporciona la ley funcional del par propulsivo teniendo como variables independientes la velocidad, aceleración, par de la centralita y el par de fricción, válido para los datos de ensayo. Sin embargo, se comprueba que entradas y salidas no son independientes por lo que no nos es válido para aplicaciones futuras. Por último, a través de nuevos datos, como son el consumo y el nivel del depósito se consigue el mapa de funcionalidad del motor con las curvas iso-consumo específico. A partir de aquí se aproxima la masa del vehículo en circulación, es decir, coche más los pasajeros, pudiendo estimar en cada tramo el número de viajeros que hay en el autobús., The aim of this project is to analyse data records provided by a CAN Bus in order to modulate in a future a system whose response is the same as the transmission of a city bus with a compressed natural gas propulsion plant. After seeing validity of those datas, deficiencies are detected in the computation of the torque of the control unit, which leads to an in-depth analysis of referenced datas to achieve a valid estimation of the torque dedicated to the propulsion of the vehicle. After the application of different techniques for data processing, through the use of neuronal networks, a rigid solid model is proposed for provided the functional law of propulsive torque, having as independent variables the speed acceleration, torque of the control unit and the friction torque, valid for the test data. However, it is verified that the inputs and outputs are not independent, so it is invalid for futures applications. Finally, through new datas, such as consumption and tank level, the engine functionality map is obtained with the iso-consumption specific curves. From here, the mass of the vehicle in circulation is approximated, that is, the car plies the passengers, being able to estimate in each section the number of passengers on the bus.

En este documento se pretende arrojar un poco de luz sobre el estudio del transitorio de un compresor y la simulación matemática del mismo. Se ha desarrollado, por este motivo, un modelo capacitivo con la intención de tener una respuesta temporal que se aproxime lo suficiente a la realidad como para poder sacar conclusiones válidas. Se ha analizado este modelo matemático sometiéndolo a perturbaciones que modifican su punto de operación, obteniendo así una respuesta en el transitorio. A partir de este estudio se podrá obtener: • Predicciones sobre el comportamiento y operatividad del compresor ante diversas maniobras, que estarán relacionadas con las perturbaciones a las que se somete al modelo. • Un estudio de la aproximación al fenómeno de bombeo en un compresor real a partir del modelo matemático que se propone. • La creación de leyes de control que suavicen o modifiquen las perturbaciones impuestas sobre el sistema en caso de que los requerimientos (entendidos por maniobras que se ejercen sobre el motor) provoquen que el compresor entre en línea de bombeo o pase por puntos de no operatividad. Todo esto se conseguirá a partir de un modelo analítico-matemático que implementa las ecuaciones físicas que rigen el paso del fluido por volúmenes, conductos, válvulas y el compresor. Se hará uso, de este modo, de recursos numéricos como la integración numérica, resolución de ecuaciones diferenciales por el método Runge-Kutta, interpolación, entre otros. Como se extrae del estudio, el modelo matemático capacitivo resulta insuficiente para el estudio del comportamiento del compresor, necesitando de la ecuación del momentum para recrear una evolución lo suficientemente realista. Aún así, las conclusiones sacadas en este documento son aplicables y queda representada parte de la operación transitoria de un compresor axial.

El presente Trabajo pretende ser un estudio preliminar de la operación de una variante novedosa de turbofán con geometría variable cuya principal meta es la optimización de las prestaciones según los parámetros característicos de funcionamiento. Para ello, una vez establecido y adecuadamente caracterizado el modelo de motor, se procede a realizar una descripción del mismo en términos analíticos, que servirá de base para un posterior desarrollo de leyes funcionales de dependencia. Esto se hace para poder seguir una metodología de optimización según dos posibles criterios (máximo empuje o mínimo consumo, específicos), destacando los resultados alcanzados y realizando una correcta elección del punto de diseño, justificando de esta forma la gran versatilidad también característica de esta nueva filosofía de turbina para aeronaves., This dissertation aims to be a preliminary analysis of a new geometry-changing turbofan variant operation which main goal is features optimization following performance characteristic parameters. To do that, once the engine model set and properly defined, we start describing it by means of analytic expressions, being them the basis for a later functional laws development. This is done in order to followan optimization methodology upon two diferent possible criterions (maximum thrust or minimum fuel consumption, specific magnitudes), highlighting results obtained and getting a correct choice on design point. Thus, we justify this new aeroturbine great versatility.

E l objetivo de este Trabajo Fin de Grado es la optimización de un turbofán de tres flujos en el punto de diseño. Este motor posee cuatro modos diferentes de operación dependiendo de los bypass que se encuentren abiertos. Se han analizado dos de estos modos, el modo M1 con el primer bypass abierto y el segundo y tercero cerrados, y el M13 con el primer y el tercer bypass abiertos y el segundo cerrado. El proyecto comienza definiendo las ecuaciones del modelo analítico del motor, las cuales resuelven el ciclo termodinámico de las diferentes etapas del mismo y se establecen los diferentes puntos de diseño para los que se va a analizar el funcionamiento del motor. Tras establecer el modelo se realizan los códigos en el software MATLAB que va a resolver numéricamente dichas ecuaciones. Así se realizan los mapas del consumo específico frente al empuje específico variando los parámetros de diseño. A partir de estos mapas se obtienen las leyes funcionales de dependencia del consumo y el empuje específico en función de cada uno de los parámetros. Por último, se hará el estudio de optimización, calculando el valor de los parámetros de diseño para el máximo empuje y para el mínimo consumo. Realizando, finalmente, un análisis de sensibilidad en torno a los puntos obtenidos para conocer la variación que pueden sufrir tanto el empuje como el consumo frente a pequeñas variaciones de los parámetros de diseño., T he goal of this End-of-Degree Project is the optimization of a three-flow turbofan at the design point. This engine has four different modes of operation depending on the bypass that are open. We have been analysed two of these modes, the M1 mode with the first by-pass open and the second and third closed, and the M13 with the first and the third by-pass open and the second closed. The project begins by defining the equations of the analytical model of the engine, which solve the thermodynamic cycle of the different stages and establishing the different design points for which it is going to be analyzed the operation of the engine. After establishing the model, these equation will be solved numerically with MATLAB software. Thus, the maps of the specific fuel consumption (TSFC) vs the specific thrust will be done varying the design parameters. From these maps, the functional laws depending of each parametres are obtained. Finally, the optimization will be done, calculating the value of the design parameters for maximum thrust and minimum TSFC. Realizing, finally, a sensitivity analysis around the points obtained to know the variation that both, the thrust and the TSFC, can suffer from small variations of the design parameters.

Este trabajo de investigación con título “Análisis de estrategias para la combustión dual gasóleo-hidrógeno orientadas a la reducción de emisiones: desarrollo teórico-experimental sobre motor diésel common-rail y aplicación en motores diésel lentos de dos tiempos” se enmarca en el contexto actual de implantación de nuevas leyes y medidas para reducir las emisiones de gases de efectos invernadero, impulsar las energías renovables e incrementar la eficiencia energética. Es por ello que en esta tesis se realiza un estudio de los procesos de combustión de diferentes motores de combustión interna alternativos para su aplicación en distintos ámbitos: motores de vehículos convencionales, la producción de potencia y la propulsión naval; el empleo de diversas técnicas para la reducción de emisiones contaminantes en los mismos, analizando el impacto de éstos en la reducción de emisiones y en las prestaciones del motor. En el trabajo se analizan dos modos de combustión diferentes, un primer modo de combustión diésel convencional y un segundo modo de combustión dual, que combina el hidrógeno y el diésel como combustibles. El trabajo incluye dos partes, aunque ambas están ligadas:  Un primer estudio basado en un motor diésel convencional de turismos de producción actual que empleará la experimentación y un modelo termodinámico para analizar ambos modos de combustión, así como la implementación de las técnicas de reducción de emisiones: recirculación de gases de escape y la inyección de agua en la admisión del motor.  Un segundo estudio de un motor diésel de dos tiempos de baja velocidad, motor empleado en la propulsión naval y en la plantas de producción de potencia, mediante el desarrollo de un modelo termodinámico completo, incluyendo el compresor y la turbina, para el análisis de los modos de combustión en el mismo. El motor empleado en esta parte del trabajo es un motor representativo de este tipo de motores y que se encuentra presente en muchas de las centrales térmicas q

El objetivo del presente Proyecto Fin de Carrera es la obtención de un modelo universal que se ajuste al comportamiento real del sistema de refrigeración de una planta propulsiva terrestre. El desarrollo del proyecto parte de la definición del modelo, en el que se establecen las diferentes ecuaciones que lo caracterizan, junto a las hipótesis y simplificaciones empleadas. Dichas ecuaciones se componen de una serie de parámetros, cuyos valores nominales se desconocen a priori y que serán objeto de estudio del trabajo. Tras el modelado del comportamiento del sistema, se procede a la programación de los algoritmos mediante el software informático MATLAB, que permite resolver numéricamente las ecuaciones para instantes de tiempos en los que se dispone de una base de datos experimentales medidos, al mismo tiempo que determina los valores de las diferentes incógnitas presentes a través de un proceso de minimización de la distancia entre la señal medida y la obtenida como salida. El alcance último del proyecto es, por tanto, la validación del modelo, mediante la comparación entre los resultados obtenidos y las medidas experimentales reales, usando únicamente como herramienta de control uno de los datos de entrada no empleado en la simulación, y la obtención de los parámetros ocultos que permitan caracterizar completamente el modelo., The goal of this Degree Final Project is to obtain a universal model that it adjusts to the real behavior of the cooling system of a terrestrial propulsive plant. The development of the project starts from the definition of the model, in which the different equations that characterize it are established, with the hypotheses and simplifications used. These equations are composed of a series of parameters, whose nominal values are unknown, and which will be studied in the project. After the modeling, the algorithms are programmed in MATLAB, which allows to solve numerically the equations for instants of times in which a measured experimental data base is available, at the same time as it determines the values of the different unknowns present through a process of minimization between the model prediction and the measured data. The final scope of the project is, therefore, the validation of the model, by comparing the results obtained and the real experimental measurements, using only as a control tool one of the input data not used in the simulation, and obtaining the hidden parameters that allow to fully characterize the model.

El objetivo del presente Trabajo Fin de Grado es el desarrollo de una herramienta de software con fines docentes en el ámbito del diseño de motores de aeronaves. Mediante este programa, el usuario podrá obtener los requerimientos de empuje de su aeronave a lo largo de la misión que éste requiera de la misma. El desarrollo del proyecto parte con la definición del modelo dinámico y cinemático empleado para el estudio de la operación de la aeronave, introduciendo las hipótesis y simplificaciones introducidas. Una vez introducidas las ecuaciones, se presenta la base de datos incluida en el código, que incluye una serie de aviones civiles y militares con distintos tipos de motor, así como unas misiones tipo. Concluido el desarrollo del modelo, se explicará con detalle el funcionamiento de la aplicación, presentando dos ejemplos de uso de la herramienta, comentando paso por paso las variables a introducir. Por último, se estudiarán maniobras de aterrizaje y crucero típicas para una serie de aeronaves, comparando los resultados obtenidos con los valores extraídos de la bibliografía., The goal of this End of Degree Project is to develop a software tool aimed at undergraduate students in the field of aircraft motor design. By means of this program, the user will be able to obtain the thrust requirements for his or her aircraft along the mission the user demands of it. The development of this project begins with the definition of the dynamic and kinematic model employed for the study of the aircraft’s operation, introducing the hypotheses and simplifications applied. Once the equations are stated, the database included in the code is presented, which includes a series of military and civil airplanes provided with different types of engines, as well as some archetypal missions. Once the development of the model is concluded, the app workings is explained with detail, presenting two examples of the tool’s use, commentating step by step on the variables to introduce. Lastly, typical landing and cruise manoeuvres will be studied for a series of airplanes, comparing the obtained results to those obtained from the bibliography.

Este Proyecto surgió del interés de conocer mejor el comportamiento del motor turborreactor de una aeronave durante su operación. El proyecto se ha basado en la realización de una aplicación en el entorno app designer de Matlab donde se podrá elegir el punto de diseño personalizando el nivel tecnológico deseado, afinar la precisión de los cálculos, diseñar el mapa de las turbomáquinas necesario para la operación requerida, asi como visualizar los resultados pudiendo analizar el comportamiento físico de las variables termodinámicas. Se ha intentado que la interfaz de usuario sea lo más manejable posible, de manera que sea todo muy intuitivo, utilizando la ultima tecnología de programación en el ámbito de la plataforma Matlab. La complejidad del proyecto recae en la dificultad de combinar la física que se da en el problema planteado con la estructuración adecuada que requiere una interfaz de usuario solida en su ejecución. La aplicación, además, permite al usuario diferentes grados de libertad en la aplicación lo que hace posible la personalización prácticamente completa de las turbomaquinas y la aeronave. Inicialmente se seleccionará el nivel tecnológico con el que queremos trabajar, asi como las condiciones de vuelo para las que se diseñará el motor. Posteriormente se calculará el mapa motor de la aeronave para diferentes grados de sobrecalentamiento y relaciones de compreción. A continuacion se seleccionará un punto de diseño y se asignará una aeronave al punto de diseño mediante su empuje nominal. Sera posible realizar un análisis de sensibilidad respecto a diferentes variables. En cuanto a la selección de turbomaquinas, se escojera el punto de escalado de cada una de ellas, para finalmente obtener el mapa de operación de la aeronave en diferentes alturas. Ademas, será posible tanto analizar el comportamiento de la aeronave cuando se activa el postcombustor como definir una misión concreta y analizar los resultados finales.

Due to the new technologies development based on renewable sources of energy, in recent years Stirling engines have become very important in the energetic sector. Many of them do not allow the use of fluid lubricants and, thus, the effect of friction losses is important. For this purpose, a mathematical model has been developed based on the force balance in the crankshaft using the pressure distribution in the cylinders. The aim of this work is to characterize the mechanical losses in a Genoa 03 Stirling engine using a numerical model and experimentally via the drag method. The results of this model have been compared with those obtained experimentally on Genoa 03 Stirling engine. In the experimental results, a proportional increase in friction torque due to the average pressure and the speed of the crankshaft is observed. The first of these is caused by an increase of dry friction forces and the second, by the viscous friction between the working fluid and the inner walls of the engine. Also in this paper, irreversible processes in a beta type Stirling engine have been investigated in order to highlight the impact of losses on mechanical power and its performance. This article develops the first study of the mechanical losses of Genoa 03 experimental Stirling engine, which has an output power of 3 kW. Although the model response follows the same trends as the experiments, those simplifications provide errors which become more significant as the engine speed increases.

This paper presents the results of a preliminary experimental study to assess the performance of biomorphic silicon carbide when used for the abatement of soot particles in the exhaust of Diesel engines. Given its optimal thermal and mechanical properties, silicon carbide is one of the most popular substrates in commercial diesel particulate filters. Biomorphic silicon carbide is known for having, besides, a hierarchical porous microstructure and the possibility of tailoring that microstructure through the selection of a suitable wood precursor. An experimental rig was designed and built to be integrated within an engine test bench that allowed to characterizing small lab-scale biomorphic silicon carbide filter samples. A particle counter was used to measure the particles distribution before and after the samples, while a differential pressure sensor was used to measure their pressure drop during the soot loading process. The experimental campaign yielded promising results: for the flow rate conditions that the measuring devices imposed (1 litre per minute; space velocity = 42,000 L/h), the samples showed initial efficiencies above 80%, pressure drops below 20 mbar, and a low increase in the pressure drop with the soot load which allows to reach almost 100% efficiency with an increase in pressure drop lower than 15%, when the soot load is still less than 0.01 g/L. It shows the potential of this material and the interest for advancing in more complex diesel particle filter designs based on the results of this work

El objetivo de este Trabajo Fin de Grado es el desarrollo de una herramienta software para utilizarla con fines docentes y académicos en el ámbito del diseño de turborreactores. El proyecto parte de la definición del modelo de cálculo en diseño, en el que se establecen las ecuaciones que resolverán el ciclo termodinámico en las diferentes etapas del motor en el punto de diseño. Tras el modelo se procede a la programación de los algoritmos mediante MATLAB que permiten resolver numéricamente dichas ecuaciones. La programación comprende dos grandes bloques: el primero, la elección de todas las variables tecnológicas del motor y condiciones de vuelo en las que opera para mostrar al usuario cuáles son los posibles puntos de diseño que cumplen dichas restricciones. El segundo bloque, una vez elegido el punto de diseño, permite elegir las turbomáquinas del motor a través de unas curvas generalizadas que se escalan de acuerdo con el punto de diseño elegido, definiendo así cuáles serían los compresores y turbinas que permitirían al motor operar en dicho punto. Adicionalmente se incluyen en este bloque otros módulos que permiten al usuario configurar un perfil de misión para determinar si el motor, ya diseñado, es capaz de proporcionar el empuje adecuado en cada punto de operación, comprobando si tanto el punto de diseño como las turbomáquinas han sido bien seleccionados. Estos dos bloques se han implementando en una interfaz gráfica mediante el módulo de App Designer para que el usuario pueda interactuar con la herramienta y diseñar el turborreactor. El desarrollo de este Trabajo de Fin de Grado se centrará en el primer bloque, en el que se hará un análisis de las ecuaciones y algoritmos correspondientes, así como un manual de usuario para aprender a utilizar la herramienta.

Este documento versa sobre el estudio de métodos para la detección de la degradación en motores de aviones, analizando tanto la correcta localización de la turbomáquina afectada (fan, compresor, turbina…) como el acierto en el grado de degradación experimentado por dicho elemento. Para ello se analizarán y compararán dos métodos: el primero de ellos, basado en el uso de las series de Taylor, es conocido como Gas Path Analysis (GPA), concretamente se utilizará el método no lineal; mientras que el segundo, el método de optimización, se basa en el empleo de una función del software matemático Matlab. El motor para el cual se realizarán los distintos análisis y la obtención de los datos pertinentes será un turbofán bieje de alta relación de derivación. El desarrollo y los análisis necesarios para la realización de este trabajo han sido realizados de forma conjunta con el alumno de cuarto curso del Grado en Ingeniería Espacial de la Universidad de Sevilla, Sergio Román Mora; aunque centrando cada uno el objetivo de su trabajo en un aspecto distinto del estudio., This document reviews several studies about the fault detection methods in plane engines, analyzing both the correct location of the affected components (fan, compressor, turbine…) and the right grade of deteroration experienced by each element. In order to do so, we will analyze and compare two of those methods: the first one, based on the use of the Taylor series, known as Gas Path Analysis(GPA), will use the non-lineal method; whereas the second one, the optimizing method, is based on the use of a function from the Math software Matlab. The machine took for both analyzing and data recording will be a double shaft high bypass ratio engine. The development and the analysis needed for the realization of this project have been done in equal partnership with the student of fourth Grade of Aerospace Engineering Degree of the University of Seville, Sergio Román Mora; eventhough each of us have targeted a different aspect from this assignment.

Este proyecto trata sobre el estudio de métodos de diagnóstico en turbinas de gas, así como la implementación de un modelo de turbofan de alta relación de derivación en MATLAB para evaluar dichos métodos. El documento está formado por una primera parte donde se explican las posibles degradaciones que sufre una turbina de gas y los métodos actuales para detectar la degradación. Después, se trata el modelado del motor utilizando un modelo de fluido real. Para ello, se parte de un modelo de motor existente en el programa GSP, a partir del cual es posible caracterizar el motor y sus curvas carácterísticas. Implementado el modelo, se imponen degradaciones en los parámetros del motor, como pueden ser la eficiencia, el gasto o la relación de compresión de los elementos que componen el motor. A continuación, se estudia como varían las mediciones de los sensores ante estos parámetros en un estudio de sensibilidad. Los resultados determinarán las mejores condiciones en las que aplicar un método de diagnóstico. Por último, se aplica el método de diagnóstico Análisis de los Componentes Principales y se analizan los resultados alcanzados., This project deals with the study of diagnostic methods in gas turbines, as well as the implementation of a turbofan model with high derivation ratio in MATLAB to evaluate such methods. The document consists on a first part that explains possible degradations suffered by a gas turbine and the current methods to detect degradation. For this study, engine modeling is treated using a real fluid model. An existing engine model from GSP program is used for characterize the engine and its characteristic curves. Once the model is implemented, degradation are imposed on the engine parameters, such as efficiency, flow capacity or compression ratio of the elements from the engine. Next, we study how sensor measurements vary with these parameters in a sensibility study. Results will determine best conditions in which to apply diagnostic methods. Finally, a diagnostic method (Principal Components Analysis) is applied and results achieved are analyzed.

Entre los desafíos a los que debe hacer frente la industria del motor de combustión interna alternativo (MCIA) cabe destacar tanto la reducción de emisiones como el aumento del rendimiento, ambos derivados de las cada vez más exigentes normativas en vigor en distintas áreas geográficas. Entre las medidas de mejora puestas en marcha por el sector de los MCIA cabe destacar la búsqueda de tecnologías alternativas a los tradicionales motores de encendido provocado (MEP) y diésel, es decir, de encendido por compresión (MEC), siendo la combustión en modo HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) una de las opciones más prometedoras. Dado que los modelos multizona han demostrado, tras una oportuna calibración, ser capaces de reproducir la combustión en modo HCCI con suficiente precisión, a la vez que los recursos computacionales requeridos no son excesivos, el presente trabajo pretende contribuir al estado del arte mediante la elaboración de un nuevo modelo multizona fenomenológico, asociado a la combustión en modo HCCI tanto del gasoil como del biodiésel. Mediante este trabajo se aborda en primer lugar el estudio experimental de los efectos ejercidos sobre la combustión en modo HCCI por distintos métodos de preparación de la mezcla entre el combustible y el aire. Concretamente se analizan las implicaciones tanto de la inyección temprana (early HCCI) como de la inyección tardía (late HCCI), lo que permite la identificación de las distintas tendencias asociadas a la combustión en modo HCCI ante cambios en diferentes parámetros operativos. En paralelo a la realización del estudio experimental se ha construido un modelo numérico multizona, el cual se basa en sendas leyes funcionales para el modelado del comportamiento tanto del inicio de la combustión como de la tasa de liberación de calor. Combinando el previamente mencionado modelo multizona y los datos obtenidos durante la fase de experimentación en el laboratorio se ha procedido a la calibración de las leyes funciona

Este artículo analiza las causas de la rotura del cigüeñal de un motor diesel de cuatro tiempos de 16 cilindros en V a 60°, de potencia nominal 1500 k W a 1500 rpm. El análisis se ha desarrollado en tres etapas. En la primera fase se han evaluado con un modelo de elementos finitos las solicitaciones de tipo estático en la muñequilla. La segunda etapa consistió en el desarrollo de un modelo dinámico del sistema cigüeñal -acoplamiento -alternador y en el análisis de las solicitaciones de tipo dinámico. Finalmente se llevó cabo un análisis metalográfico del material. El trabajo ha permitido identificar de forma inequívoca la fatiga como causa de la rotura., This paper analyzes the causes of the breakage of the crankshaft of a four stroke diese! engine with 16 cylinders in V (60°). The nominal power is 1500 kW at 1500 rpm. The analysis has been developed in three steps. A static study through a finite elements program was the first step. The second part consisted in the development of a dynamic model of the crankshaft within the alternator. And finally a metallographic analysis of the material. The work has allowed to identify the fatigue like cause of the breakage.

Sistema y procedimiento para reducir la potencia necesaria en la etapa de arranque de plantas de oxidación en agua supercrítica.La invención se encuadra en el sector técnico de procesos de tratamiento de aguas residuales industriales, más concretamente en

Método para la fabricación de un material acústico a partir del residuo de la fragmentación de vehículos fuera de uso se caracteriza porque comprende, al menos, las etapas de: (i) una primera etapa de trituración y homogenización (1) de los residuos del vehículo fuera de uso, debido a la heterogeneidad del mismo; y (ii) una segunda etapa de mezclado del residuo triturado con un fundente (2) de baja temperatura; en donde el producto resultante se introduce en moldes (3), controlándose la densidad y espesor del producto (4) para posteriormente hornearse (5) a temperatura estable; y donde transcurrido el tiempo de curado, el producto queda listo para su caracterización (6).

A methodology for the estimation of the mean temperature of the cylinder inner surface in an air-cooled internal combustion engine is proposed. Knowledge of this temperature is necessary to determine the heat flux from the combustion chamber to the cylinder wall. Along with the heat transfer coefficient this parameter also allows almost 50% of engine heat losses to be determined. The temperature is relatively easy to determine for water-cooled engines but this is not in the case for air-cooled engines. The methodology described here combines numerical and experimental procedures. Simulations were based on FEM models and experiments were based on the use of thermocouples and infrared thermography. The methodology avoids the use of data or correlations developed for other engines, providing more reliable results than extrapolating models from one engine to another. It also prevents from taking measurements from inside the combustion chamber, reducing invasion and experiments complexity. The proposed methodology has been successfully applied to an air-cooled four-stroke direct-injection diesel engine and it allows the cylinder mean inner surface temperature and cylinder-cooling air heat transfer coefficient to be estimated.