Estudio CFD de la inyección y mezcla de hidrógeno en quemadores de flujo continuo

Abstract

[ES] Durante las últimas décadas, y especialmente en occidente, la concienciación acerca de la conservación del medio ambiente y la preocupación social por el cambio climático del planeta han ido incrementando. Muchos gobiernos aplican sobre los distintos sectores de la industria unas medidas cada vez más restrictivas en cuanto a emisiones de gases de efecto invernadero u otros contaminantes. Esto sitúa al sector del transporte, y por consiguiente al sector de la aviación, bajo el foco mediático y obliga a los fabricantes de productos aeronáuticos a adaptar su tecnología para cumplir con las nuevas normativas. Uno de los cambios tecnológicos más relevantes en vías de desarrollo es la implementación de hidrógeno como combustible de aviación, lo cual requiere importantes adaptaciones en la aeronave y, especialmente, en su planta propulsiva. En este trabajo se hace uso de software CFD (Computational Fluid Mechanics) para estudiar el proceso de inyección de hidrógeno en un quemador de flujo continuo y caracterizar la mezcla de aire-combustible. Esto permite obtener información relevante en cuanto a estabilidad de llama, consumo de combustible, potencia generada y rendimiento del quemador.

[EN] Over the last decades, and especially in the Western world, awareness of environmental conservation and social concern about the planet¿s climate change have been increasing. Many governments are implementing increasingly restrictive measures on various industrial sectors regarding greenhouse gas emissions and other pollutants. This puts the transportation sector, and consequently the aviation sector, in the media spotlight and forces aeronautical product manufacturers to adapt their technology to comply with the new regulations. One of the most relevant technological changes in development is the implementation of hydrogen as aviation fuel, which requires significant adaptations in the aircraft and, especially, in its propulsion system. This study utilizes Computational Fluid Mechanics (CFD) software to investigate the hydrogen injection process in a continuous flow burner and characterize the air-fuel mixture. This allows obtaining relevant information regarding flame stability, fuel consumption, power generated, and burner performance.

[CA] Durant les últimes dècades, i especialment en occident, la conscienciació sobre la conservació del medi ambient i la preocupació social pel canvi climàtic del planeta han anat incrementant. Molts governs apliquen sobre els diferents sectors de la indústria unes mesures cada vegada més restrictives quant a emissions de gasos d'efecte d'hivernacle o altres contaminants. Això situa al sector del transport, i per consegüent al sector de l'aviació, sota el focus mediàtic i obliga els fabricants de productes aeronàutics a adaptar la seua tecnologia per a complir amb les noves normatives. Un dels canvis tecnològics més rellevants en vies de desenvolupament és la implementació d'hidrogen com a combustible d'aviació, la qual cosa requereix importants adaptacions en l'aeronau i, especialment, en la seua planta propulsiva. En este treball es fa ús de programari CFD (Computational Fluïu Mechanics) per a estudiar el procés d'injecció d'hidrogen en un cremador de flux continu i caracteritzar la mescla d'aire-combustible. Això permet obtindre informació rellevant quant a estabilitat de flama, consum de combustible, potència generada i rendiment del cremador.