Simulaciones numéricas de la combustión por pulverización en motores a reacción
Autores: Åkerblom, Arvid; Pignatelli, Francesco; Fureby, Christer
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulaciones numéricas de la combustión por pulverización en motores a reacción
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sector de la aviación
Combustibles de aviación fósiles
Combustibles de aviación no fósiles
Materias primas sostenibles
Proceso de combustión
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
El sector de la aviación está enfrentando un cambio masivo en términos de reemplazar los combustibles fósiles para aviones actualmente utilizados (Jet A, JP5, etc.) por combustibles no fósiles a partir de materias primas sostenibles. Esto implica varios desafíos y, entre ellos, tenemos el problema fundamental de que los motores a reacción actuales están desarrollados para los combustibles fósiles existentes. Para facilitar tal transformación, necesitamos investigar la sensibilidad de los motores a reacción a otros combustibles, que tengan un rango más amplio de especificaciones termofísicas. El proceso de combustión es particularmente importante y difícil de caracterizar con respecto a las características del combustible. En este estudio, examinamos la combustión premixed y pre-vaporizada de dodecano, Jet A y un combustible de prueba sintético, C1, basado en la ruta certificada de alcohol a jet (ATJ) detrás de un soporte de llama de cuerpo bluff equilátero, la combustión por pulverización de Jet A y C1 en un combustor de laboratorio, y la combustión por pulverización de Jet A y C1 en un modelo de un solo sector de un motor de helicóptero mediante simulaciones numéricas. Se adopta un enfoque de simulación de grandes remolinos (LES) con química de tasa finita (FRC) y se utiliza junto con pequeños mecanismos de reacción comprensivos de alrededor de 300 reacciones reversibles. Se realiza una comparación con datos experimentales para las configuraciones del soporte de llama de cuerpo bluff y del combustor de laboratorio. En general, se observa un buen acuerdo y se observan diferencias pequeñas a marginales en el comportamiento de combustión entre los diferentes combustibles.
Descripción
El sector de la aviación está enfrentando un cambio masivo en términos de reemplazar los combustibles fósiles para aviones actualmente utilizados (Jet A, JP5, etc.) por combustibles no fósiles a partir de materias primas sostenibles. Esto implica varios desafíos y, entre ellos, tenemos el problema fundamental de que los motores a reacción actuales están desarrollados para los combustibles fósiles existentes. Para facilitar tal transformación, necesitamos investigar la sensibilidad de los motores a reacción a otros combustibles, que tengan un rango más amplio de especificaciones termofísicas. El proceso de combustión es particularmente importante y difícil de caracterizar con respecto a las características del combustible. En este estudio, examinamos la combustión premixed y pre-vaporizada de dodecano, Jet A y un combustible de prueba sintético, C1, basado en la ruta certificada de alcohol a jet (ATJ) detrás de un soporte de llama de cuerpo bluff equilátero, la combustión por pulverización de Jet A y C1 en un combustor de laboratorio, y la combustión por pulverización de Jet A y C1 en un modelo de un solo sector de un motor de helicóptero mediante simulaciones numéricas. Se adopta un enfoque de simulación de grandes remolinos (LES) con química de tasa finita (FRC) y se utiliza junto con pequeños mecanismos de reacción comprensivos de alrededor de 300 reacciones reversibles. Se realiza una comparación con datos experimentales para las configuraciones del soporte de llama de cuerpo bluff y del combustor de laboratorio. En general, se observa un buen acuerdo y se observan diferencias pequeñas a marginales en el comportamiento de combustión entre los diferentes combustibles.