Desarrollo de un sistema de inyección de partículas trazadoras para el estudio de una cámara de combustión con detonación rotativa

Abstract

Este Trabajo de Fin de Máster trata sobre el desarrollo del motor con detonación rotativa. Este motor es una alternativa a los motores de combustión, mayoritariamente empleados en la industria hasta la fecha, que ofrece varias ventajas, entre las que destacan su alta potencia y su mayor eficiencia. Ventajas como estas propulsan su desarrollo para sustituir a los actuales motores de reacción. Con el proceso de detonación con el que trabaja, este motor consigue generar un mayor empuje gracias a la alta aceleración de los productos de combustión hacia la salida, provocada por la alta presión que sufren tras la reacción química. A su vez, como se mencionará más adelante, el motor con detonación rotativa es capaz de producir este empuje continuamente y con una alta eficiencia. Por ello se trabaja en su desarrollo para su futura aplicación en motores de reacción de cohetes, al ser capaz de crear un alto empuje con un menor gasto energético. Este motor trabaja siguiendo el ciclo de detonación de Humphrey. En este ciclo el volumen permanece constante y la presión alcanza valores más altos en comparación con los otros ciclos de combustión (ver figura 1, gráfica izquierda). Este principio de combustión con ganancia de presión permite alcanzar un rendimiento termodinámico más alto en el proceso, ya que la rápida liberación de calor provoca que la entropía generada sea menor Bulat and Volkov 2016a). Por ello, otra de sus posibles aplicaciones podría ser como cámara de combustión en turbinas de gas, reemplazando el ciclo Bryton. Sin embargo, el alto grado de evolución de las turbinas de gas actuales comparado con la todavía fase de desarrollo en que se encuentra este motor, impide ni si quiera pensar en una aplicación en este ámbito hasta el momento