Validazione sperimentale di un modello a parametri concentrati di compressore a pistoni = Experimental validation of a lumped-parameter model of piston-compressor

Nella progettazione di un compressore a pistoni è possibile avere una conoscenza preliminare del funzionamento della macchina attraverso lo sviluppo di modelli in grado di simulare il ciclo di funzionamento in varie condizioni operative. Così facendo, si possono ridurre i costi di sviluppo e il tempo necessario per portare un nuovo compressore sul mercato. Per ottenere predizioni corrette è però fondamentale che il modello sia validato e supportato da dati sperimentali. In questa tesi viene illustrata la validazione sperimentale di un modello a parametri concentrati di un compressore a pistoni bistadio in un ampio intervallo di condizioni operative. Oltre alle principali caratteristiche prestazionali del compressore (efficienza volumetrica, Free Air Delivery e Specific Energy Requirement), l’installazione di sensori direttamente nel cilindro ha permesso di ottenere l’andamento delle pressioni in camera e i diagrammi p/V per entrambi gli stadi. È stato quindi possibile analizzare nel dettaglio, e paragonare con le predizioni del modello, il comportamento delle valvole di ammissione e mandata e gli effetti dovuti alla propagazione delle onde di pressione nell’intercooler e nell’aftercooler. La definizione di un opportuno parametro adimensionale di lunghezza dell’intercooler ha poi permesso di descrivere in maniera semplificata l’effetto combinato di lunghezza fisica dell’intercooler e velocità di rotazione sulla distribuzione del rapporto di compressione tra i due stadi, di fondamentale importanza per la stima dei carichi termici. La valutazione di questi aspetti è servita per individuare le strategie da seguire nella fase di simulazione e di test del compressore per migliorare la capacità predittiva del modello.