Estudio numérico y validación del modelo de la combustión de hidrógeno-aire a baja presión en un recipiente cerrado
Autores: Tryfonov, Oleh; Teodorczyk, Andrzej; Shypul, Olga; Rudy, Wojciech; Garin, Vadym; Myntiuk, Vitalii; Tkachenko, Denys
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio numérico y validación del modelo de la combustión de hidrógeno-aire a baja presión en un recipiente cerrado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Comportamiento de la combustión
Mezclas de hidrógeno-aire
Modelo numérico
Perfiles de temperatura
Patrones de flujo turbulento
Procesamiento de plástico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga el comportamiento de la combustión de mezclas de hidrógeno-aire en una cámara cerrada a presión inicial reducida, centrándose en aplicaciones en métodos de energía térmica (TEMs) para el procesamiento de plásticos. El objetivo principal era desarrollar y validar un modelo numérico capaz de predecir con precisión perfiles de presión y temperatura con el tiempo. Al emplear ANSYS Fluent 2024 R2 y el mecanismo GRI-Mech 3.0, se construyó un modelo de combustión detallado y validado con datos experimentales, siguiendo los estándares delineados en EN 15967: 2011. Las simulaciones subsiguientes bajo condiciones de baja presión revelaron una propagación constante del frente de llama y patrones de flujo turbulento, factores cruciales para lograr distribuciones de temperatura estables y una colocación óptima de las piezas. Este modelo validado proporciona una herramienta valiosa para predecir los efectos de la combustión, mejorando la seguridad y optimizando el rendimiento de los procesos de TEM con hidrógeno. Al aprovechar el hidrógeno como fuente de energía limpia y sostenible, esta investigación contribuye a un enfoque más respetuoso con el medio ambiente para el procesamiento de plásticos. Estudios futuros indagarán en la combustión de mezclas de hidrógeno-aire en presencia de piezas de plástico para refinar aún más la eficiencia y efectividad de los procesos de TEM.
Descripción
Este estudio investiga el comportamiento de la combustión de mezclas de hidrógeno-aire en una cámara cerrada a presión inicial reducida, centrándose en aplicaciones en métodos de energía térmica (TEMs) para el procesamiento de plásticos. El objetivo principal era desarrollar y validar un modelo numérico capaz de predecir con precisión perfiles de presión y temperatura con el tiempo. Al emplear ANSYS Fluent 2024 R2 y el mecanismo GRI-Mech 3.0, se construyó un modelo de combustión detallado y validado con datos experimentales, siguiendo los estándares delineados en EN 15967: 2011. Las simulaciones subsiguientes bajo condiciones de baja presión revelaron una propagación constante del frente de llama y patrones de flujo turbulento, factores cruciales para lograr distribuciones de temperatura estables y una colocación óptima de las piezas. Este modelo validado proporciona una herramienta valiosa para predecir los efectos de la combustión, mejorando la seguridad y optimizando el rendimiento de los procesos de TEM con hidrógeno. Al aprovechar el hidrógeno como fuente de energía limpia y sostenible, esta investigación contribuye a un enfoque más respetuoso con el medio ambiente para el procesamiento de plásticos. Estudios futuros indagarán en la combustión de mezclas de hidrógeno-aire en presencia de piezas de plástico para refinar aún más la eficiencia y efectividad de los procesos de TEM.