Pomiary strumienia ciepła w silnikach spalinowych
Tlenki azotu (Nox) wytwarzane przez silniki pojazdów, są następnie wydalane do atmosfery, gdzie wpływają negatywnie na zdrowie ludzkie. Na producentów samochodów wywierany jest nacisk, ponieważ wprowadzane są coraz bardziej zawężone standardy zawartości emisji. Powstawanie Nox w komorze spalania jest w znacznym stopniu uzależnione od temperatury. Dlatego też, usiłowania zmian konstrukcyjnych silnika spalinowego (ICE) tak, by zredukować emisje Nox, muszą być powiązane ze znajomością pola rozkładu temperatur. Niestety jednak, nie dysponujemy szczegółowymi danymi dla różnych faz cyklu spalania. Prowadząc prace pod auspicjami projektu MINNOX, Universitaet Stuttgart skonstruował innowacyjny zestaw eksperymentalny przy wykorzystaniu specjalnych termoelementów powierzchniowych. Przy zastosowaniu przeszło 100 takich czujników, inżynierowie niemieccy byli w stanie uzyskać jednoczesne pomiary strumienia ciepła w całej komorze spalania. Jest to istotny krok do przodu w porównaniu z wysiłkami naukowców w przeszłości. Elastyczność eksperymentalnego aparatu ułatwiła badanie różnych rozwiązań geometrii wlotu powietrza, warunków przepływu oraz propagacji płomienia. Ponadto, niewielka masa termoelementów umożliwiła zebranie danych o wysokiej rozdzielczości, rzędu jednego stopnia kątowego obrotu wału korbowego (CA). W kontekście prac w ramach projektu MINNOX, wyniki badań z Universitaet Stuttgart zostały wykorzystane do wzorcowania trójwymiarowych narzędzi symulacji pracy silnika. Takie narzędzia pomogą producentom pojazdów, zwłaszcza tych, którzy partycypują w projekcie, by mogli dokonywać zaawansowanych zmian w technologii konstrukcji silnika znacznie szybciej niż było to możliwe uprzednio. Należy w końcu zwrócić uwagę, że eksperymentalna metologia może być zastosowana do innych komponentów silnika, takich jak wtryskiwacze paliwa.
