Modelo matemático para un motor de encendido por chispa usando biogás como combustible

Abstract

La ventaja de los modelos matemáticos radica en el bajo costo de éstos, comparados con los ensayos y experimentos y, a la rapidez con que se obtienen y procesan datos de importancia para el estudio de procesos o problemas físicos. Por otro lado, el ingreso del biogás como un energético alternativo y con perspectivas de uso tanto en la generación de energía térmica, mecánica como eléctrica, obliga al estudio de los procesos y de los problemas relacionados con su uso; además del desarrollo de innovaciones tecnológicas propias para el mejor uso del biogás según nuestras condiciones y nuestra realidad. El desarrollo del presente trabajo consta de siete capítulos: En el primer capítulo se hace una introducción del trabajo, en el cual se describirá de manera general y breve los objetivos del trabajo, el planteamiento del problema, así como una corta narración sobre los antecedentes del trabajo de investigación y del proyecto. El tema del segundo capítulo es la obtención y características del biogás. En este capítulo se explicará qué es el biogás, se verán las características de este gas como combustible, los diversos procesos de obtención, y las perspectivas de uso (generación de energía eléctrica, térmica y mecánica). El desarrollo del modelo matemático del motor será tratado en el capítulo tres. En este capítulo se verá la teoría utilizada en la modelación de los procesos del motor, así como una explicación sobre las ecuaciones. Además, serán expuestas las consideraciones hechas. El cuarto capítulo describirá al carburador de biogás utilizado, cuya geometría fue obtenida a través de un programa, el cual fue desarrollado para el diseño de carburadores especiales para el uso del biogás en motores y cuyo principal criterio de diseño fue la reducción de pérdidas hidráulicas. Se verá la influencia que tiene éste en el comportamiento del motor. Seguidamente, se detallará el programa desarrollado mediante la presentación del algoritmo y del diagrama de flujo en el capítulo cinco. La validación del modelo será realizada mediante las experiencias realizadas, las cuales serán temas del capítulo seis. Por último, en el capítulo siete, se presentará las conclusiones y recomendaciones que se obtengan del trabajo. Finalmente, deseo expresar mi sincero agradecimiento al Dr. Guillermo Lira y al Ing. Alfredo Oliveros por su invalorable colaboración e interés en el desarrollo de este trabajo.