Este trabajo presenta una recopilación teórica de los fundamentos matemáticos y termodinámicos que rigen el proceso de combustión en un motor a reacción, se demuestran las ecuaciones que darán nacimiento al modelo matemático de análisis numérico el cual desarrollará una simulación iterativa desarrollado en Matlab, lo cual busca modelar las variables de Velocidad, Densidad, fracción de Mezcla, Presión y Temperatura en la cámara de combustión de un Reactor Turbofán Saturn Al3.
Inhaltsverzeichnis
- ABSTRACT
- INTRODUCCIÓN
- CONCEPTUALIZACIÓN TEÓRICA
- Primera línea de investigación
- Segunda línea de investigación
- FENÓMENO Y TEORÍA MATEMÁTICA
- Modelo de Combustión
- Sistema Base
- DESARROLLO DEL MODELO MATEMÁTICO
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Este trabajo tiene como objetivo desarrollar un modelo matemático numérico de complejidad moderada para simular el proceso de combustión inestable en un motor turbofán. El modelo, implementado en Matlab, busca capturar la interacción entre la inestabilidad de la combustión y los perfiles de presión dinámica del flujo dentro de la cámara de combustión.
- Modelado numérico de la combustión inestable en un motor turbofán.
- Análisis del acoplamiento entre la inestabilidad de la combustión y la presión dinámica del flujo.
- Desarrollo de un modelo de combustión de llama no-premezclada basado en las ecuaciones de Euler.
- Aplicación de un modelo de combustión basado en tasas de reacción instantáneas y equilibrio químico.
- Simulación de la dinámica de gases reactantes en una cámara de combustión bidimensional.
Zusammenfassung der Kapitel
- ABSTRACT: Presenta un resumen general del trabajo, incluyendo los objetivos, la metodología y el alcance del estudio.
- INTRODUCCIÓN: Brinda una introducción al fenómeno de la combustión inestable en motores turbofán, destaca la importancia de estudiar este fenómeno y plantea la necesidad de un modelo numérico para comprenderlo.
- CONCEPTUALIZACIÓN TEÓRICA: Explica los fundamentos teóricos de la combustión inestable, incluyendo el criterio de Rayleigh y las dos líneas de investigación principales para predecir la estabilidad o inestabilidad de la combustión.
- Primera línea de investigación: Describe el desarrollo de una ecuación termodinámica de onda que relaciona la tasa fluctuante de calor con la ecuación de onda.
- Segunda línea de investigación: Explica la utilización de métodos numéricos directos del flujo a través de las ecuaciones de Navier-Stokes para simular la combustión inestable.
- FENÓMENO Y TEORÍA MATEMÁTICA: Define el problema a resolver, presenta el modelo físico del fenómeno y detalla las ecuaciones matemáticas que se utilizarán en la simulación, incluyendo las ecuaciones de Euler, el modelo de combustión de llama no-premezclada y la ecuación de conservación de la fracción de mezcla.
- Modelo de Combustión: Describe el modelo de combustión sin premezcla utilizado, basado en tasas de reacción instantáneas y equilibrio químico, incluyendo la ecuación de conservación de la fracción de mezcla.
- Sistema Base: Explica el conjunto de ecuaciones básicas que se derivan del modelo para un flujo bidimensional de un gas no viscoso y no turbulento, incluyendo la ecuación de continuidad, la ecuación de momento y la ecuación de conservación de la fracción de mezcla.
- DESARROLLO DEL MODELO MATEMÁTICO: Detalla el desarrollo del modelo matemático, incluyendo la derivación de las ecuaciones de trabajo, las aproximaciones numéricas utilizadas y las condiciones de frontera del problema.
Schlüsselwörter
Los principales términos y conceptos del trabajo incluyen: combustión inestable, motores turbofán, modelo numérico, ecuaciones de Euler, modelo de llama no-premezclada, fracción de mezcla, tasa de reacción instantánea, equilibrio químico, presión dinámica, simulación de flujo, estabilidad de combustión, método LES (Large-Eddy Simulations).
- Quote paper
- Juan Monsalve (Author), 2023, Simulación de Combustión en la Cámara del Motor Turbofán usando Métodos Numéricos y Modelado Computacional, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1494375
