Efectos de las heterogeneidades de composición en la propagación del núcleo de llama: un estudio de DNS
Autores: Er-raiy, Aimad; Boukharfane, Radouan; Parsani, Matteo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Efectos de las heterogeneidades de composición en la propagación del núcleo de llama: un estudio de DNS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Simulaciones numéricas directas
Heterogeneidades en la composición de la mezcla
Llama turbulenta
Heterogeneidades en la combustión
Escalas de longitud de estratificación
Tasas de segregación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se genera un nuevo conjunto de simulaciones numéricas directas y se utiliza para examinar la influencia de las heterogeneidades en la composición de la mezcla sobre la propagación de una llama turbulenta esférica premiscible de iso-octano/aire, con una descripción química representativa. Se consideran los efectos dinámicos tanto de la turbulencia como de las heterogeneidades de combustión, y se evalúa su competencia. Los resultados del caso turbulento homogéneo se comparan con los de casos heterogéneos que se caracterizan por múltiples escalas de longitud de estratificación y tasas de segregación en el régimen de una llama arrugada. La comparación revela que la estratificación no altera los comportamientos de la llama turbulenta, como la alineación preferencial del frente de llama convexo con la dirección de la compresión. Sin embargo, encontramos que la propagación general del frente de llama es más lenta en presencia de heterogeneidades debido a la diferencia en la velocidad de propagación. Además, se realiza un análisis de diferentes componentes de velocidad de desplazamiento teniendo en cuenta el formalismo de múltiples especies. Este análisis muestra que el frente de propagación de la llama global se ralentiza debido a las heterogeneidades causadas por el mecanismo de reacción y la difusión diferencial acompañada de variaciones en la densidad de la superficie de la llama. La cuantificación de los efectos de cada uno de estos mecanismos muestra que su intensidad aumenta con el incremento en la escala de longitud de la estratificación y la tasa de segregación.
Descripción
En este estudio, se genera un nuevo conjunto de simulaciones numéricas directas y se utiliza para examinar la influencia de las heterogeneidades en la composición de la mezcla sobre la propagación de una llama turbulenta esférica premiscible de iso-octano/aire, con una descripción química representativa. Se consideran los efectos dinámicos tanto de la turbulencia como de las heterogeneidades de combustión, y se evalúa su competencia. Los resultados del caso turbulento homogéneo se comparan con los de casos heterogéneos que se caracterizan por múltiples escalas de longitud de estratificación y tasas de segregación en el régimen de una llama arrugada. La comparación revela que la estratificación no altera los comportamientos de la llama turbulenta, como la alineación preferencial del frente de llama convexo con la dirección de la compresión. Sin embargo, encontramos que la propagación general del frente de llama es más lenta en presencia de heterogeneidades debido a la diferencia en la velocidad de propagación. Además, se realiza un análisis de diferentes componentes de velocidad de desplazamiento teniendo en cuenta el formalismo de múltiples especies. Este análisis muestra que el frente de propagación de la llama global se ralentiza debido a las heterogeneidades causadas por el mecanismo de reacción y la difusión diferencial acompañada de variaciones en la densidad de la superficie de la llama. La cuantificación de los efectos de cada uno de estos mecanismos muestra que su intensidad aumenta con el incremento en la escala de longitud de la estratificación y la tasa de segregación.