Resumen

Se han realizado simulaciones numéricas directas paramétricas (DNS) de llamas turbulentas premezcladas quemando metano en el régimen de zona de reacción delgada basándose en modelos fisicoquímicos complejos y teniendo en cuenta la viscosidad volumétrica (κ). Se investiga el efecto combinado del aumento de las intensidades de turbulencia (u′) y κ en la estructura de la llama resultante. La estructura de la llama turbulenta se ve afectada por numerosas perforaciones y estructuras de borde de llama que aparecen en la mezcla de gas quemado en distintas ubicaciones, formas y tamaños. El incremento de u′ de 3 a 12 m/s conduce a un aumento de la tasa de liberación de calor integrada a escala de 2 a 16. Esto ilustra el interés de la combustión en un medio altamente turbulento para obtener altas tasas de liberación volumétrica de calor en quemadores compactos. Se observa que el espesamiento de la llama predomina con un número de Reynolds turbulento elevado. Mediante promediado de conjuntos, se demuestra que tanto las estructuras de llama laminar como turbulenta no se ven modificadas por κ. Estos resultados se oponen a observaciones previas para llamas quemando hidrógeno, donde se encontraron modificaciones significativas inducidas por κ tanto para las propiedades locales como globales de las llamas turbulentas. Por lo tanto, para ahorrar recursos computacionales, sugerimos que el término de transporte de viscosidad de volumen sea ignorado para la combustión turbulenta DNS a bajos números Mach cuando se queman combustibles hidrocarburos.

• Materias:Gases de combustión Combustibles Combustión Motores de combustión interna Incendios forestales Emisión de llama Incendios
• Subjects:Flue gases Fuels Combustion Internal combustion engines Forest Fires Flame emission Fires
• Palabras claves:simulaciones numéricas directas paramétricas, alto número de reynolds turbulento, altas tasas volumétricas de liberación de calor, régimen de zona de reacción delgada, término de transporte de viscosidad de volumen, mediante promediado de conjunto, cuenta de viscosidad de volumen, modelos fisicoquímicos complejos, estructuras de llama de borde, tasa de liberación de calor
• Keywords:parametric direct numerical simulations, high turbulent reynolds number, high volumetric heat release rates, thin reaction zone regime, volume viscosity transport term, via ensemble averaging, account volume viscosity, complex physicochemical models, edge flame structures, heat release rate