Desarrollo de un modelo de redes de reactores químicos para la predicción de emisiones contaminantes en motores turbina de gas

Abstract

[ES] La disponibilidad de modelos predictivos de combustión y emisiones contaminantes es de indudable interés para el desarrollo de motores turbina de gas. Debido al óptimo balance entre bajo coste computacional y capacidad predictiva, los modelos basados en redes de reactores químicos son de gran utilidad. A menudo dichos modelos consideran únicamente la formación de estas sustancias en la cámara de combustión. Sin embargo, algunas especies pueden evolucionar en la parte de expansión del motor turbina de gas.

El presente trabajo pretende modelar de forma completa el proceso de producción de contaminantes en un motor turbina de gas mediante modelos de redes de reactores implementados en el software abierto Cantera. Para ello, se empleará un modelo existente de la cámara de combustión, sobre el que se añadirán módulos de expansión en turbina y en tobera propulsiva. El alumno/a realizará la implementación de los modelos, así como los test de prueba y análisis de resultados.

[EN] The availability of predictive models of combustion and polluting emissions is of undoubted interest for the development of gas turbine engines. Due to the optimal balance between low computational cost and predictive capacity, models based on chemical reactor networks are very useful. Often these models consider only the formation of these substances in the combustion chamber. However, some species can evolve in the expansion part of the gas turbine engine. This work aims to completely model the pollutant production process in a gas turbine engine using reactor network models implemented in the open software Cantera. To do this, an existing model of the combustion chamber will be used, to which expansion modules in the turbine and in the propulsion nozzle will be added. The student will carry out the implementation of the models, as well as the trial tests and analysis of results.