Modelado de la combustión en un quemador aeronáutico mediante mecánica de fluidos computacional

Abstract

[ES] El análisis de los sistemas de combustión es un tema imprescindible para el diseño de sistemas de propulsión más eficientes, como las cámaras de combustión de tipo RQL para motores a reacción, siendo una solución para la normativa cada vez más exigente sobre emisión de gases contaminantes. Para el diseño de dichos componentes, las simulaciones numéricas toman un papel crucial. Por tanto, el presente trabajo aborda el análisis tanto de una cámara de combustión con la incorporación de un flujo de aire secundario de oxidación como una sin ella, estudiando el caso inerte y el caso reactivo en ambos casos. Se ha utilizado FGM como modelo de combustión, basado en el concepto de ‘flamelet’. Se presentan los parámetros más representativos, como son la velocidad, la temperatura, la fracción de mezcla, y la especie OH, mostrando los campos instantáneos y promediados, así como una la comparación en la línea central y las estaciones de interés entre los datos de las simulaciones con los datos experimentales para las variables de velocidad y temperatura. En general, se ha analizado que la captación de los parámetros en comparación con los datos experimentales tiene un nivel muy alto de concordancia, pudiendo concluir que el presente trabajo deja una base sólida para el posterior estudio de la formación de hollín

[EN] The analysis of combustion system is an essential topic in order to design new propulsion systems more efficiently, such as an RQL combustion chamber for aeroengines. These designs are a solution to the increasingly demanding regulations on the emission of pollulants. Numerical simulations play a crucial role in the design of these components. Therefore, this project deals with the analysis of a combustion chamber, not only with a flow of oxidation secondary air but also without it. Studying the inert case and the reactive case in both situations. For this research An FGM model of combustion has been used, based on the concept of flamelet. Having been presented the more representative parameters such as velocity, temperature, mixture fraction and the chemical specie OH, showing the instantaneous and average fields, as well as, a comparison with experimental data in the center line and representative stations of the combustion chamber. This comparison has been done for velocity and temperature. Overall, it has been concluded that the capture of the parameters in relation with experimental data has a very high level of concordance. Thus, this project adds to the solid foundation for the posterior study of soot formation