Problemas de diseño de APUs de combustible pesado derivados de turbocompresores automotrices Parte III: Mejora del diseño del combustor
Autores: Piancastelli, Luca; Sali, Merve; Leon-Cardenas, Christian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Problemas de diseño de APUs de combustible pesado derivados de turbocompresores automotrices Parte III: Mejora del diseño del combustor
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Combustión de combustibles pesados
Eficiencia de microturbinas
Combustor radial
Inyección a alta presión
Diseño de combustores
Análisis CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Los problemas de combustión de combustibles pesados durante el arranque y la operación pueden reducir significativamente la eficiencia de la microturbina en pequeñas UAP (Unidades de Potencia Auxiliar). El uso de turbocompresores derivados de automóviles comerciales resuelve los problemas de diseño de compresores y turbinas, pero introduce grandes problemas con los quemadores. El quemador radial demostró ser el mejor diseño. Desafortunadamente, la inyección a alta presión no es práctica para unidades pequeñas. Por esta razón, el aire primario y la pulverización de combustible a baja presión se calientan y mezclan. En cualquier caso, se debe lograr un alto remolino de aire para alcanzar una eficiencia de combustión satisfactoria. Este remolino debería eliminarse casi por completo en la entrada de la turbina. Por lo tanto, se realizó un análisis CFD del diseño del quemador con varias geometrías y soluciones de diseño diferentes. Al final, un gran desplazamiento de la tubería fresca del compresor resultó ser la mejor solución para un alto remolino en la región de combustión. La combustión tiende a eliminar el remolino, pero se produce un movimiento de voltereta no deseado en la entrada de la turbina. Para eliminar la voltereta, se añadieron dos pequeñas aletas para enderezar el flujo hacia la turbina.
Descripción
Los problemas de combustión de combustibles pesados durante el arranque y la operación pueden reducir significativamente la eficiencia de la microturbina en pequeñas UAP (Unidades de Potencia Auxiliar). El uso de turbocompresores derivados de automóviles comerciales resuelve los problemas de diseño de compresores y turbinas, pero introduce grandes problemas con los quemadores. El quemador radial demostró ser el mejor diseño. Desafortunadamente, la inyección a alta presión no es práctica para unidades pequeñas. Por esta razón, el aire primario y la pulverización de combustible a baja presión se calientan y mezclan. En cualquier caso, se debe lograr un alto remolino de aire para alcanzar una eficiencia de combustión satisfactoria. Este remolino debería eliminarse casi por completo en la entrada de la turbina. Por lo tanto, se realizó un análisis CFD del diseño del quemador con varias geometrías y soluciones de diseño diferentes. Al final, un gran desplazamiento de la tubería fresca del compresor resultó ser la mejor solución para un alto remolino en la región de combustión. La combustión tiende a eliminar el remolino, pero se produce un movimiento de voltereta no deseado en la entrada de la turbina. Para eliminar la voltereta, se añadieron dos pequeñas aletas para enderezar el flujo hacia la turbina.