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Utilizzo di emulsione acqua/gasolio in un motore Diesel 2T

Informazioni tesi

  Autore: Gabriele Flauti
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Napoli - Federico II
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Adolfo Senatore
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 170

Il presente lavoro di tesi nasce dall’esigenza sempre più attuale di ridurre le emissioni inquinanti ed i consumi dei motori a combustione interna, attraverso la sperimentazione dei combustibili alternativi ed è stato realizzato in collaborazione con: Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII) dell'Università degli Studi di Napoli "Federico II", relatore Prof. Adolfo Senatore, correlatore Ing. Dario Buono; Centro di Ricerca Nazionale (CNR) Istituto Motori di Napoli, correlatrice Ing. Maria Vittoria Prati; Polo di Mantenimento Pesante SUD di Nola, correlatore Magg. Ing. Ferruccio Poles; Ditta Alba De Biase di Pozzuoli, fornitore dell'emulsione di acqua in gasolio utilizzata.
Tale lavoro sperimentale si è articolato in diverse fasi: start up del motore (installazione ed accoppiamento al freno), della sala prova (taratura della strumentazione preesistente) e del banco di comando; implementazione, taratura e prove di comparazione degli strumenti di analisi dei gas di scarico; prove di comparazione tra i combustibili utilizzati (gasolio comune ed emulsione di acqua in gasolio al 12% in peso); post-elaborazione dei dati acquisiti.
Le prove sono state svolte seguendo un piano quotato facendo variare il numero di giri ed il carico frenante, precisamente: 1500 - 2000 - 2500 - 2800 rpm e 0% - 30% - 60% - 80% - 100% della potenza massima.
Il motore utilizzato è un Detroit Diesel, modello 6V53 2T, a regolazione totalmente meccanica ed avente i seguenti dati di targa: coppia massima 52 kgm @ 2800 rpm; potenza massima 200 CV @ 2800 rpm.
In seguito alla post-elaborazione dei dati raccolti, sono state comparate le prestazioni e le emissioni (NOx, HC, CO, CO2, PM) relativamente all'utilizzo dei due tipi di combustibile.
Sono riportate dettagliate informazioni sull'emulsione di acqua in gasolio e sul relativo utilizzo nonchè risultati di terzi riassunti dalla letteratura scientifica.

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6 Introduzione e scopo della tesi I motori a ciclo Diesel vantano, rispetto ai motori ad accensione comandata, un rendimento energetico migliore e per questo rappresentano la classe dominante nei trasporti pesanti, nelle industrie, nel settore agricolo e nel campo navale: per questo motivo rappresentano una delle maggiori cause di inquinamento ambientale. Anche in vista anche delle sempre piø ristrette normative anti inquinamento, la ricerca indaga sulle problematiche connesse all’uso di differenti tipologie di combustibili alternativi, mirando alla riduzione delle emissioni inquinanti rispetto ai tradizionali combustibili fossili. Lo scopo di questo lavoro di tesi consiste quindi nella valutazione dell’effetto della qualità del combustibile sulle emissioni ed i consumi di un motore Detroit Diesel 6V53 montato su carro armato M113, in dotazione all’Esercito Italiano. A tal fine si è proceduto al rilevamento delle emissioni, delle temperature, delle prestazioni e dei consumi di combustibile in diverse condizioni di funzionamento del motore in prova, alimentandolo alternativamente con un gasolio commerciale di origine petrolifera e con una emulsione acqua/gasolio. Tale lavoro di tesi è stato svolto presso la sala prova motori del reparto collaudi del Polo di Mantenimento Pesante Sud in Nola. Le prove, condotte in un ambiente di cui si sono rilevate temperatura, pressione e umidità, sono state effettuate in differenti condizioni di funzionamento del motore, ovvero sotto diversi valori del carico frenante ed a diversi regimi di rotazione. In particolare sono state svolte prove ad un regime di 1500, 2000, 2500 e 2800 giri/min, incrementando il carico dal valore minimo fino all’80% per poi decrementarlo di nuovo fino al valore iniziale. Inizialmente sono stati acquisiti dati da diversi strumenti di analisi dei gas di scarico che sono stati in seguito elaborati per la comparazione delle loro risposte e sensibilità di misura. Successivamente, i dati acquisiti nelle diverse unità di misura fornite dagli strumenti sono stati convertiti in grandezze specifiche e precisamente in rapporto alla potenza, al fine di poter garantire un confronto oggettivo tra i risultati ottenuti con le due formulazioni di combustibile.

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Parole chiave

emissioni inquinanti
combustibili alternativi
prove sperimentali
analisi gas di scarico
detroit diesel 6v53
emulsione acqua gasolio
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