Óptimos y limpios: modelos mejores para el diseño de combustores
Los sistemas de combustión de quema pobre ofrecen ventajas importantes mediante la reducción de las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx). Sin embargo, las emisiones de monóxido de carbono, hidrocarburos no quemados y el hollín limitan el funcionamiento de los combustores en ciertas circunstancias. Por este motivo, los ingenieros no pueden predecir con fiabilidad el tipo y la cantidad de emisiones de los combustores. Esto dificulta la tarea de lograr diseños más ecológicos y rentables. El proyecto DREAMCODE (Development of reliable emission and atomization models for combustor design) abordó este desafío mediante el desarrollo de métodos de computación para utilizarlos en el diseño de combustores de bajas emisiones. En primer lugar, los socios del proyecto desarrollaron y refinaron los mecanismos detallados de reacción de los sustitutivos de combustibles de los reactores y describieron los procesos complicados subyacentes en la oxidación del combustible y la generación de las emisiones. Se observó que el nuevo mecanismo funcionaba bien en una amplia gama de casos de prueba y aportaba mejoras importantes en las predicciones del NOx y los precursores del hollín. Los investigadores también elaboraron modelos multivariantes del hollín, que son esenciales para describir los fenómenos químicos y físicos complejos que intervienen en la formación de hollín, así como modelos estadísticos mejorados. Además, se desarrollaron métodos químicos reducidos para incluir modelos químicos detallados en cálculos de dinámica de fluidos por ordenador. El equipo creó modelos de separación del espray para predecir la distribución de combustible en el combustor, lo cual tiene un efecto importantísimo en las emisiones. Finalmente, se realizaron simulaciones hidrodinámicas detalladas de partículas homogéneas, que permitieron a los científicos comprender la separación del combustible. Esta nueva información se utilizó para desarrollar un modelo de espray que predecía la distribución de tamaños de las gotitas. Los resultados de DREAMCODE permitirán a los desarrolladores de motores para aeronaves crear un motor con un sistema de combustión con niveles menores de emisiones y reducir el número de pruebas experimentales, costosas en tiempo y dinero. Gracias a la mejora de su ventaja competitiva frente a los competidores globales, el sector europeo de los motores para aeronaves ayudará a generar empleo y beneficiará a la economía de la Unión Europea facilitando la llegada de nuevas tecnologías ecológicas al mercado más rápidamente.
Palabras clave
Diseño de combustores, emisiones, quema pobre, combustión, DREAMCODE, motor para aeronaves
