Quemadores estabilizados por giro

Presentación

Los quemadores estabilizados por giro permiten estabilizar la llama dentro de la cámara de combustión. Logrando una recirculación del campo fluido más o menos intensa, permite reducir la temperatura de la misma quemado con un dosado pobre y así conseguir una reducción importante de óxidos de nitrógeno (NOx).

Estas llamas suelen estar sujetas a inestabilidades termo-acústicas y siguen siendo ampliamente investigadas, a pesar de su uso generalizado en cámaras de combustión de turbinas de gas de tecnología reciente.

Recientemente, se ha descubierto que estas llamas se pueden estabilizar con un giro moderado (low swirl) y así minimizar el tiempo de residencia de los gases a alta temperatura, consiguiendo reducir más aún las emisiones de NOx.

Las imagenes que aparecen a continuación presentan brevemente algunos resultados obtenidos en el grupo de investigación ITEA.

Configuración de medida con tecnica PIV estereoscópico en un quemador estabilizado por giro (Swirl Burner)

Dos configuraciones de llama. Izquierda: Low swirl ; Derecha: High swirl

Medidas del campo fluido medio (velocidad) con la técnica de velocimetría por images de partículas estereoscópica

Reconstrucción tridiemnsional de estructuras coherentes a partir de medidas 2-D. Se puede observar un estructura de vorticidad en doble helice (en azul y rojo) que se organiza alrededor de la zona de recirculación (en azul claro). El núcleo del vortice central está representado en color verde.

Llama de dilución estabilizada por giro. Se observa una intensa recirculación en el centro de la llama, de color anaranjado. Representa la rotura de vótrice y la recirculación que permite estabilizar la llama. 

Publicaciones recientes relacionadas

Legrand M (2008) Estudio y caracterización de un quemador estabilizado con giro. PhD Thesis. Universidad Carlos III de Madrid, Spain
Legrand M, Nogueira J, Lecuona A, Rodriguez PA, Nauris S (2010), “Atmospheric Low Swirl Burner flow characterization with Stereo-PIV”, Exp. in Fluids, Vol 48 (5) pp 901-913.
M. Legrand, J. Nogueira, A. Lecuona Flow temporal reconstruction from non-time-resolved data part I: mathematic fundamentals Exp Fluids (2011) 51:1047–1055
M. Legrand, S. Tachibana, S. Nauri, J. Nogueira, A. Lecuona Flow temporal reconstruction from non time-resolved data part II: practical implementation, methodology validation, and applications Exp Fluids (2011) 51:861–870