Desarrollo y aplicación de una metodología para la tabulación de la cinética química detallada asociada a la oxidación de hidrocarburos

Abstract

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[ES] La oxidación de hidrocarburos de aplicación en los motores de combustión interna alternativos es un proceso químico altamente complejo. Para reproducir dicho proceso en un amplio rango de condiciones termodinámicas es necesario utilizar mecanismos que reproducen con detalle la cinética química mediante cientos de especies y miles de reacciones. De esta forma, se hace necesario resolver sistemas de ecuaciones diferenciales de gran tamaño con un elevado coste computacional. En este contexto, el presente proyecto plantea como objetivo fundamental el desarrollo de una metodología que permita reproducir la evolución química del proceso de oxidación mediante mecanismos químicos detallados, pero con un coste computacional razonable. Esta metodología se basa en tabular previamente los resultados generados por el mecanismo detallado para diferentes condiciones iniciales en función de una variable de progreso. A partir de esta, la evolución química del proceso de oxidación del hidrocarburo se reconstruye de forma rápida a partir de los datos almacenados en dichas tablas, sin necesidad de resolver nuevamente el sistema de ecuaciones diferenciales y, por ello, a bajo coste computacional. De esta manera, la cinética química detallada se incluirá en los cálculos CFD1 en MCIA mediante un modelo de combustión turbulenta. Personalmente, el primer objetivo que se persigue con la elaboración del presente proyecto es la obtención del título de Ingeniero Químico especialidad en Procesos Químicos, en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Valencia. Por otra parte, el segundo objetivo personal perseguido es el aprendizaje de la forma de trabajar en un instituto de investigación de reconocida importancia como es el CMT-Motores Térmicos.