Combustion premezcla laminar y turbulenta
Combustión premezcla laminar.
Aparece un frente de llama que separa las zonas de masa sin quemar y productos quemados, que se caracteriza por:
- Ser la zona donde se produce la reacción.
- Una difusión térmica que calienta la masa sin quemar y hay un transporte másico en dirección opuesta
- Por su luminosidad (existencia de radicales)
- En combustión laminar el perfil está definido
Se han desarrollado distintas teorías que analizan la combustión premezcla laminar:
- Teoría térmica, supone que el fenómeno controlante es el transporte de calor.
- Teoría difusiva, supone que el fenómeno controlante es el transporte másico de radicales libres.
- Teorías híbridas, consideran a ambos fenómenos controlantes del proceso.
De la teoría térmica, se desprende que la velocidad de combustión laminar viene definida por la siguiente expresión:
donde k/ρp corresponde a la difusividad térmica de la mezcla comburente-combustible, τ es el tiempo característico de la reacción, Tq es la temperatura de los productos quemados, Tsq es la temperatura de los productos sin quemar y p es la presión a la cuál se produce el proceso de combustión. De manera que se obtienen mayores velocidades de combustión laminar, si:
- Se trabaja con dosados próximos al estequiométrico, ya que se tienen mayores temperaturas de los productos quemados (temperatura adiabática de llama).
- Mayores temperaturas de los productos sin quemar.
Presiones más bajas, téngase en cuenta que n va a ser inferior a 2.
La velocidad de combustión laminar en cond iciones normales tiene un valor en tomo a 0,5 m/s.
Combustión premezcla turbulenta.
En flujo turbulento las variables termofluidodinámicas se descomponen en su componente media y pulsante,
definiéndose la intensidad turbulenta de la velocidad del flujo por
Según resultados experimentales la relación entre la velocidad de combustión turbulenta y la velocidad de combustión laminar, se comporta de forma linealmente proporcional a la intensidad turbulenta,
Los valores máximos de velocidad de combustión turbulenta suele tener un valor próximo a 10 m/s., en lo que es el frente en escalas grandes de turbulencia (el frente de llama se encuentra muy distorsionado).
