Los científicos examinaron un motor de combustión interna en funcionamiento utilizando un acelerador de neutrones
Los científicos de los Estados Unidos han ideado y, lo que es más importante, implementado en la práctica una forma de estudiar un motor de combustión interna en funcionamiento literalmente a nivel atómico. Para hacer esto, utilizaron una poderosa fuente de neutrones y un motor de gasolina especialmente preparado de un generador.
Un motor de combustión interna conocido y al mismo tiempo desconocido
Los ICE (motores de combustión interna) cuentan con una historia bastante rica y, a lo largo de su historia de casi un siglo, han cambiado mucho. Pero a pesar de la experiencia acumulada, desarrollar un motor en el siglo XXI es todo un dolor de cabeza para un ingeniero.
Lo que pasa es que las piezas del motor están sometidas a todos los tipos posibles de carga (compresión, tensión, vibración, etc.) durante el funcionamiento. Entonces, la temperatura en el motor de combustión interna puede alcanzar valores bastante altos de 2200 grados Celsius, y la presión puede "saltar" hasta 25 atmósferas a una velocidad de hasta 500 atmósferas por segundo.
Quizás sea difícil encontrar un ejemplo más accesible para realizar experimentos en ciencia de materiales, y los ingenieros del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) decidieron usarlo.
Los ingenieros han desarrollado una metodología para estudiar las tensiones internas de las piezas internas directamente durante la operación.
Después de todo, antes de eso, los ingenieros no tuvieron la oportunidad de analizar el funcionamiento de la unidad en tiempo real. En la mayoría de los casos, se utilizó el método de tomar lecturas clave y luego un mayor modelado de los procesos en un modelo de computadora especial.
Nuevo experimento y sus resultados
En su experimento, los científicos decidieron utilizar la fuente de neutrones por espalación (SNS), que es una de las más poderosas en el mundo de las fuentes de neutrones, que permite, literalmente, iluminar prácticamente cualquier material sin dañar su.
Y al fijar la desviación del haz de neutrones directamente dentro del objeto en estudio, es posible estudiar la estructura del material a nivel atómico.
Para los experimentos, se eligió un motor de un generador de gasolina Honda EU3000, y para matar dos pájaros de un tiro, se decidió verificar no es un motor estándar en funcionamiento, sino su versión modernizada, en la que la culata es de aluminio fundido con la adición de cerio y magnesio.
Además, para colocar el motor en una cámara especial, se deshicieron de todo lo superfluo y, para minimizar la vibración natural, Se fijaron rígidamente en un marco especial y se utilizó un generador eléctrico como carga, con la ayuda del cual se midió sin problemas la carga del motor.
Pero dado que la vibración se eliminó por completo, resultó ser imposible en el motor en sí, una acelerómetro, y en lugar de enfocar el haz de neutrones, un sensor láser de precisión dirigió "su mirada" desplazamiento.
Después de todas las medidas preparatorias, los científicos estudiaron cómo se comporta el motor al ralentí, con una carga del 50%, luego al 80%, y en la final estudiaron el trabajo al 100% de carga.
Como resultado de este experimento, los científicos han compilado el mapa más detallado de vibraciones internas en un motor en funcionamiento.
Los científicos quedaron satisfechos con los resultados del experimento y planean crear una nueva cámara para estudiar el trabajo en modo real. motores ya más grandes, pero esto requerirá resolver una gran cantidad de problemas técnicos y de software preguntas.
Los científicos compartieron los resultados de este experimento en las páginas de la revista revisada por pares de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. (PNAS).
Si te gustó el material, califica el artículo y no olvides suscribirte. ¡Gracias por su atención!