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ResumenLa simulación numérica de motores de encendido por chispa presenta incertidumbres que comprometen la fiabilidad de los resultados debido a la interrelación existente de la cinética química y la cinemática del flujo dentro de la cámara de combustión. En este trabajo se evalúa el efecto que tiene el uso de distintos mecanismos de reacción aplicados a un modelo de combustión tipo ecuación G y su interacción con el campo de velocidades dentro de la cámara de combustión de un motor CFR que posee características técnicas especiales (alto swirl y bajas rpm) que permiten estudiar dicho fenómeno. La investigación se realizó numéricamente empleando mecánica de fluidos computacional (CFD), utilizando la ecuación G(con y sin cinética de reacción) como modelo de combustión y el modelo de turbulencia RANS -k−ϵ- RNG. Se compara y valida la simulación contra una prueba experimental que reporta la curva del diagrama indicador. Se estudió la influencia que tienen los mecanismos de reacción y el swirl en el desarrollo del frente de llama y sus variables asociadas dentro de la cámara de combustión. Finalmente se encontraron ligeras discrepancias entre los mecanismos de reacción empleados que podrían ser importantes en simulaciones de motores encendidos por chispa distintos del aquí estudiado. Así mismo se apreció como un aumento en la intensidad del swirl desvía la llama notablemente de los planteamientos teóricos. Las técnicas y códigos actuales requieren ajustar distintos parámetros y por tanto se hace necesaria la validación contra datos experimentales antes de sacar conclusiones de los casos numéricos.AbstractThe numerical simulation of spark ignition engines has uncertainties that compromise the reliability of the results due to the interrelationship between chemical dynamics and flow kinematics within the combustion chamber. This work evaluated the effect of using different reaction mechanisms applied to a G-equation combustion model and its interaction with the velocity field inside the combustion chamber of a CFR engine, which has special technical characteristics (high swirl and low rpm) that allowed the study of this phenomenon. The research was carried out numerically by computational fluid dynamics (CFD) techniques: using a G-equation combustion model (with and without reaction kinetics) and a RANS -k−ϵ- RNG turbulence model. The numerical simulation was compared and validated against reported experimental pressure indicator diagram. The influence of reaction mechanisms and swirl in the development of the flame front and associated variables within the combustion chamber was studied. Finally slight discrepancies were found between reaction mechanisms used in this study that could be important in simulations of spark ignited engines that are different from the one studied. It was noted that an increase in the intensity swirl yields a flame development deviation from the theoretical models. The current codes and simulation techniques require tuning of various parameters, and thus, the validation against experimental data is needed before drawing conclusions from the numerical cases

Estudio del proceso de combustión en un motor de alto swirl empleando mecánica de fluidos computacional