Resumen

La ignición de una mezcla combustible por un chorro transitorio de gas reactivo caliente es importante para la seguridad de las minas, la ignición previa a la cámara en motores de combustión interna, la iniciación de la detonación y los novedosos combustores de volumen constante. El presente trabajo es un estudio numérico del proceso de ignición del chorro caliente en un combustor largo de volumen constante (CVC) que representa un canal de rotor ondulado. El chorro caliente de productos de combustión procedente de una precámara se inyecta a través de una tobera convergente en la cámara principal del CVC que contiene una mezcla premezclada de combustible y aire. La combustión en un análogo bidimensional de la cámara CVC se modela utilizando un mecanismo de reacción global, un mecanismo esquelético o un mecanismo de reacción detallado para tres combustibles de hidrocarburos: metano, propano y etileno. La turbulencia se modela utilizando el modelo SST k -ω de dos ecuaciones, y cada velocidad de reacción está limitada por la escala de tiempo de mezcla turbulenta local. Los esquemas turbulento-cinéticos híbridos que utilizan algunos mecanismos de reacción esqueléticos y mecanismos detallados predicen bien los datos experimentales. Se observa que el paso de la onda de choque por la zona de reacción aumenta significativamente la velocidad de reacción global, probablemente debido al calentamiento por compresión, así como a la generación de vorticidad baroclínica que agita y mezcla los reactantes y aumenta el área de la llama. Se observa que la mezcla de metano, menos fácilmente inflamable, muestra una reacción inicial más lenta y una mayor dependencia de la interacción de choque que el propano y el etileno.

• Materias:Gases de combustión Combustión Motores de combustión interna Emisión de llama Emisión de gases
• Subjects:Flue gases Combustion Internal combustion engines Flame emission Gas emission
• Palabras claves:proceso de ignición de chorro caliente, escala de tiempo de mezcla turbulenta local, recorrido de la onda de choque, generación de vorticidad baroclínica, mecanismo de reacción detallado, ecuación sst k, mecanismo de reacción global, gas reactivo caliente, mezcla inflamable de metano, cámara cvc principal
• Keywords:hot jet ignition process, local turbulent mixing timescale, shock wave traverse, baroclinic vorticity generation, detailed reaction mechanism, equation sst k, global reaction mechanism, hot reactive gas, ignitable methane mixture, main cvc chamber