Ignición de hidrogeno en capas de mezcla y paredes catalíticas

Resumen

Se analizan dos problemas relativos a la combustión del hidrógeno, como son la ignición del hidrógeno en capas de mezcla sometidas a un ritmo de estiramiento variable y la combustión en superficies catalíticas en la configuración de punto de remanso. Se han combinado los métodos analíticos y asitóticos con integraciones numéricas, lo que nos ha permitido aportar información cuantitativa de interés práctico en aplicaciones tecnológicas.Para la ignición de capas de mezcla, se ha desarrollado un método novedoso de reducción de la química en problemas de crecimiento de radicales por ramificación que supone una generalización de la hipótesis de estado estacionario y que permite la descripción del proceso de ignición en función de una única variable representativa de de la concentración de radicales.Se incluye un análisis asintótico para capas de mezcla debilmente estiradas, en las que el ritmo de estiramiento impuesto es mucho menor que el valor crítico correspondiente a ignición. Los resultados permiten calcular, mediante expresiones sencillas, tiempos y distancias de ignición en gran variedad de configuracione sde interés, con excelente grado de acuerdo con las simulaciones numéricas y los resultados experimentales. para la combustión catalítica en la configuración de punto de remanso, se ha encontrado una formulación simplificada en la que el sistema de ecuaciones diferenciales en la fase gaseosa se integra una sola vez, obteniedose expresiones para los gradientes normalizados de flujo de calor y de flujo de especies en la pared catalítica.Utilizando esta formulación, se realiza un análisis asintótico, basado en la alta energía de activación de la reacción de desorción del radial H, para las condiciones críticas de ignición del hidrógeno en una placa de platino. El análisis proporciona una relación simple para las condiciones críticas de ignición con muy buen grado de acuerdo con los