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Evaluación del rendimiento y las emisiones de un quemador de turbofan con combustible de hidrógeno

Autores: Cameretti, Maria Cristina; De Robbio, Roberta; Ferrara, Vincenzo; Tuccillo, Raffaele

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Evaluación del rendimiento y las emisiones de un quemador de turbofan con combustible de hidrógeno


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Cámara de combustión
Motores turbofan
Combustibles
Rendimiento
Emisiones
Combustible a base de hidrógeno

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento examina los cambios en el nivel de rendimiento y las emisiones de contaminantes de una cámara de combustión para motores turbofan. Se comparan dos combustibles diferentes: un combustible líquido convencional de la clase JET-A (queroseno) y un combustible gaseoso a base de hidrógeno. Se considera un motor turbofan que entrega un empuje de 70 kN en condiciones de crucero y 375 kN en el despegue. La comparación se lleva a cabo investigando el patrón de combustión con diferentes condiciones de contorno, las cuales se asignan a lo largo de una misión de vuelo típica. Los cálculos se basan en un enfoque combinado con una estimación preliminar de parámetros agrupados del rendimiento del motor y las propiedades termodinámicas bajo diferentes condiciones de vuelo (es decir, despegue, ascenso y crucero), y una simulación de combustión basada en CFD que emplea como condiciones de contorno los resultados obtenidos de los cálculos 0-D. Los resultados se discuten en términos de rendimiento, propiedades térmicas, distribuciones a lo largo del quemador y de la concentración de contaminantes en el flujo de salida del quemador. Los resultados demuestran que reemplazar el combustible JET-A por hidrógeno no afecta significativamente el rendimiento general del motor, y se produce una combustión estable y eficiente dentro del quemador, aunque se observa un régimen de temperatura diferente que causa un aumento relevante en las emisiones de NO térmico.

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