Resumen

La estabilidad de la llama y el control de la contaminación son problemas importantes en el diseño y funcionamiento de cualquier sistema de combustión. La monitorización y el análisis en tiempo real de estos fenómenos requieren equipos sofisticados y a menudo son incompatibles con las aplicaciones prácticas. Este trabajo explora la viabilidad de la monitorización de la combustión basada en modelos y la evaluación en tiempo real de la proximidad al reventón magro (LBO). El enfoque utiliza mediciones de temperatura, junto con un modelo de Red de Reactores Químicos (CRN) para interpretar los datos en tiempo real. El objetivo es proporcionar un medio computacionalmente rápido de interpretar las mediciones relativas a la proximidad de LBO. Se estudian las concentraciones de radicales libres predichas por el CRN y sus tendencias y proporciones en cada zona de combustión. La estabilidad de la llama y el reventón de una cámara de combustión de laboratorio a presión atmosférica se investigan experimentalmente y mediante una Red de Reactores Químicos (CRN) fenomenológica en tiempo real. El reactor funciona con una corriente de combustible de bajo valor calorífico, es decir, metano diluido con nitrógeno con unas relaciones de volumen N2/CH4 de 2,25 y 3,0. Los datos muestran una llama estable y un reventón en cada zona de combustión. Los datos muestran un nivel estable de monóxido de carbono (CO) en la zona de la llama en todo el rango de la relación de equivalencia combustible-aire (Φ), y un aumento significativo de las emisiones de hidrocarburos al acercarse la explosión. Las tendencias del CRN concuerdan con los datos: las concentraciones calculadas de hidróxido (OH), átomo de O y átomo de H disminuyen monotónicamente con la reducción de Φ. El umbral de reventón de OH de la llama es de 0,025 y volumen para ambas mezclas de combustible. La CRN en tiempo real permite aumentar las mediciones de la temperatura de combustión con concentraciones de radicales libres modeladas y monitorizar características de combustión no medibles como los índices de formación de contaminación, la eficiencia de la combustión y la proximidad al reventón. Este enfoque basado en modelos para la supervisión de procesos puede ser útil en aplicaciones en las que las mediciones de la combustión se limitan a métodos ópticos y de temperatura, o en las que el muestreo continuo de gases no resulta práctico.

• Materias:Reacciones químicas Combustibles Combustión Motores de combustión interna Emisión de llama
• Subjects:Chemical reactions Fuels Combustion Internal combustion engines Flame emission
• Palabras claves:concentraciones de radicales libres, reventón, crn, datos, modelo, proximidad, estabilidad de la llama, cámara de combustión de laboratorio a presión atmosférica, llama oh umbral de reventón, flujo de combustible de bajo poder calorífico
• Keywords:free radical concentrations, blowout, crn, data, model, proximity, flame stability, atmospheric pressure laboratory combustor, flame oh blowout threshold, low heating value fuel stream