Estudio experimental y modelado CFD del proceso de combustión de mezclas combustibles de hidrógeno, metano y gas de síntesis en una bomba cilíndrica con acceso óptico

Abstract

En esta tesis doctoral se presenta una caracterización del proceso de combustión de mezclas de metano/hidrógeno-aire y monóxido de carbono/ hidrógeno, en condiciones premezcladas y su morfología, utilizando una instalación experimental y un modelo fluidodinámico. El estudio experimental se realiza en una bomba de combustión a volumen constante, que simula la cámara de combustión de los motores de combustión interna. Esta bomba fue diseñada para determinar experimentalmente la presión instantánea durante la combustión y el registro de la combustión a través de la técnica óptica Schlieren. Mediante un modelo diagnóstico de 2-zonas, cuya entrada es la evolución temporal de la presión, se determinan parámetros significativos durante el proceso de combustión de diferentes combustibles en condiciones premezcladas. A través de las imágenes del proceso de combustión es posible realizar un estudio morfológico del proceso usando un modelo de seguimiento de la llama. De forma simultánea a la parte experimental, se estudia el mismo proceso de combustión en un modelo fluido– dinámico, CFD, con el fin de cuantificar la deformación del frente de debido a la geometría cilíndrica de la bomba. Los resultados obtenidos son validados con otros datos de autores encontrados en la bibliografía.