Estudio de la vaporización y combustión supercrítica y transcrítica de gotas de combustibles líquidos

Abstract

En la presente Tesis Doctoral se ha llevado a cabo un estudio teórico sobre la vaporización y combustión de gotas, válido tanto en condiciones subcríticas como supercríticas. El modelo que se ha llevado a cabo conecta las teorias existentes sobre vaporización de gotas, validos a presiones muy inferiores o muy superiores a la presión critica. El modelo teórico elaborado en el presente trabajo de Tesis Doctoral se construye a partir de los modelos teoricos existentes hasta la fecha, los cuales son generalizados para incluir dentro del estudio los regímenes de vaporización y combustión que se encuentran en condiciones próximas al punto crítico. El modelo se basa en un conjunto relativamente amplio de observaciones experimentales y calculos numéricos publicados durante los últimos 30 años por los principales equipos de investigación dedicados a este tema. Dichos resultados experimentales y numéricos han sido interpretados a la luz del comportamiento cualitativo que se deduce de la ecuación de estado de van der Waals, asi como de las leyes de dependencia de las propiedades de transporte con las variables termodinámicas del problema. No obstante, el modelo es independiente de la ecuación de estado en concreto, y por tanto es aplicable en casos reales de interes tecnologico, en los que resulta más conveniente usar ecuaciones de estado más exactas que la de van der Waals. La vaporización de gotas a presiones subcríticas,y lejos del punto crítico esta satisfactoriamente descrita en la bibliografia, mediante una modelo en el que se considera la fase líquida como una fase de difusión inestacionaria, en contacto con la fase gas, la cual es convectivo-difusiva cuasiestacionaria debido a que el tiempo caracteristico de evolución en la fase gas es despreciable frente al tiempo de evolución en la fase liquida.