Estudio del fenómeno de combustión blue whirl mediante simulación numérica

Abstract

La creciente demanda de reducir emisiones en la combustión requiere el desarrollo de tecnologías alternativas para una combustión altamente eficiente y de baja emisión. Mientras que los tornados de fuego son conocidos por la amenaza que representan para la vida, sus propiedades de vorticidad y mayor eficiencia en la combustión implican un potencial aún no explotado en este campo de aplicación. Recientes estudios llevados a cabo en la Universidad de Maryland, que observaban el comportamiento de estos torbellinos de fuego sobre el agua para la limpieza de vertidos de petróleo, condujeron al hallazgo de un nuevo fenómeno físico nunca antes observado y que ha sido bautizado con el nombre blue whirl (torbellino azul).
El blue whirl se trata de una evolución del torbellino de fuego hacia un tipo de llama que quema casi libre hollín. Entender y controlar estos fenómenos sugerirá nuevas vías en la limpieza de derrames accidentales de combustible, así como en la combustión libre de contaminación y en el campo de la investigación en mecánica de fluidos.
El objeto de este proyecto ha sido estudiar de cerca este nuevo fenómeno a través de la simulación numérica, empleando para ello el Método de los Elementos Finitos en configuraciones 2D y 3D.