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Estudio de la atomización primaria y la distribución de gotas en atomizadores de turbinas de gas de tipo "pressure-swirl" por medio de simulaciones "Direct Numerical Simulation".

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Estudio de la atomización primaria y la distribución de gotas en atomizadores de turbinas de gas de tipo "pressure-swirl" por medio de simulaciones "Direct Numerical Simulation".

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dc.contributor.advisor Salvador Rubio, Francisco Javier es_ES
dc.contributor.author Lozano Antón, Alejandro es_ES
dc.date.accessioned 2023-10-30T08:19:13Z
dc.date.available 2023-10-30T08:19:13Z
dc.date.created 2023-09-28 es_ES
dc.date.issued 2023-10-30 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/198977
dc.description.abstract [ES] La optimización del proceso de inyección de combustibles líquidos sigue siendo un aspecto clave para mejorar la eficiencia y reducir el nivel de emisiones contaminantes en aplicaciones que todavía requiren de procesos de combustión. El presente trabajo pretende caracterizar cómo es el fenómeno de atomización primaria en un atomizador de tipo pressure-swirl, cuyo uso es característico en turbinas de gas aeronáuticas, bajo una condición de operación propia de un quemador académico. Para ello, se utilizan simulaciones de alta resolución de tipo DNS (Direct Numerical Simulation) en las que se modela los primeros milímetros del chorro, donde ocurre la rotura del líquido inyectado, mediante un código que utiliza técnicas AMR (Adaptive Mesh Refinement), manteniendo así el nivel de resolución en un dominio suficientemente grande. Todos los pasos necesarios para la consecución de los resultados quedan totalmente descritos. En cuanto al preprocesado, se explica la geometría estudiada, la selección del dominio y la malla a utilizar, las condiciones de contorno impuestas (con especial énfasis en las condiciones de entrada del flujo que se extraen directamente de una simulación del flujo interno del propio atomizador), y los principales parámetros de cálculo de la simulación. Una vez realizado el cálculo, se aplican técnicas de procesado tanto a nivel de visualización (cualitativo) como de cálculo de parámetros y estadístico (cuantitativo) que permiten caracterizar la población de gotas generada por el inyector estudiado, así como compararla con estudios previos a modo de validación. La investigación aquí desarrollada demuestra que es posible representar fielmente el campo cercano del chorro en este tipo de atomizadores a través de simulaciones DNS, obteniendo tendencias similares a los datos experimentales, y que, utilizando la información que proporcionan estos cálculos en las zonas donde las medidas experimentales no son posibles, es posible mejorar la comprensión del proceso de atomización en este tipo de inyectores. es_ES
dc.description.abstract [EN] Optimisation of liquid fuels injection is still a key aspect to improve the efficiency and reduce pollutants formation and emissions in applications still-dependent on combustion processes. The present work aims at characterising the primary atomization phenomenon in a pressure-swirl atomizer, used in aeronautical gas turbines, for an operating condition typical of an academic burner. To achieve that, high-fidelity DNS (Direct Numerical Simulation) simulations have been used to model the first milimeters of the spray, where the liquid fuel breakup takes place, through an AMR (Adaptive Mesh Refinement) code, which makes possible to keep a high level of resolution in a computational domain big enough. All the steps that lead to the results achievement are fully described. Begining with the preprocessing stage, the atomizer geometry is explained, as well as the computational domain and mesh used, the imposed boundary conditions (emphasising the inflow conditions that are dynamically mapped from a internal flow solution of the same atomizer) and the main simulation parameters. Once the computation is done, postprocessing tasks are applied both from visualization (qualitative) and parameter and satistical computation (quantitative) standpoints that make it possible to characterise the droplet population and compare it with previous studies with validation purposes. This investigation proves that it is feasible to faithfully model the near field of the spray produced by a pressure-swirl atomizer through DNS simulations, getting similar trends to those of the experimental results, and that, using the computational information of areas where experimental measurements are not possible, it is possible to improve the comprehension of the atomization process in this kind of nozzles. en_EN
dc.format.extent 45 es_ES
dc.language Español es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València es_ES
dc.rights Reserva de todos los derechos es_ES
dc.subject Atomización es_ES
dc.subject DNS es_ES
dc.subject Simulación numérica es_ES
dc.subject Flujo bifásico es_ES
dc.subject Flujo externo es_ES
dc.subject Chorro es_ES
dc.subject Atomizador es_ES
dc.subject Gota es_ES
dc.subject Atomization en_EN
dc.subject Numerical simulation en_EN
dc.subject Two-phase flow en_EN
dc.subject External flow en_EN
dc.subject Spray en_EN
dc.subject Pressure-swirl en_EN
dc.subject Atomizer en_EN
dc.subject Droplet en_EN
dc.subject.classification MAQUINAS Y MOTORES TERMICOS es_ES
dc.subject.other Máster Universitario en Sistemas Propulsivos para una Movilidad Sostenible-Màster Universitari en Sistemes Propulsius per a una Mobilitat Sostenible es_ES
dc.title Estudio de la atomización primaria y la distribución de gotas en atomizadores de turbinas de gas de tipo "pressure-swirl" por medio de simulaciones "Direct Numerical Simulation". es_ES
dc.title.alternative Study of primary atomization and droplet characterization of a gas turbine pressure-swirl atomizer by means of high-fidelity DNS simulations. es_ES
dc.title.alternative Estudi de l'atomització primària i la distribució de gotes en atomitzadors de turbines de gas de tipus "pressure-swirl" per mitjà de simulacions "Direct Numerical Simulation". es_ES
dc.type Tesis de máster es_ES
dc.rights.accessRights Cerrado es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Máquinas y Motores Térmicos - Departament de Màquines i Motors Tèrmics es_ES
dc.description.bibliographicCitation Lozano Antón, A. (2023). Estudio de la atomización primaria y la distribución de gotas en atomizadores de turbinas de gas de tipo "pressure-swirl" por medio de simulaciones "Direct Numerical Simulation". Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/198977 es_ES
dc.description.accrualMethod TFGM es_ES
dc.relation.pasarela TFGM\155934 es_ES


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