High Momentum Flow Region and Central Recirculation Zone Interaction in Swirling Flows

Resumen

Las turbinas con alta flexibilidad serán requeridas en los próximos 20 años. Sin embargo, esto contrasta con las experiencias recientes que los operarios han reportado en cuanto al incremento de emisiones y las inestabilidades de combustión, incluso con moderadas variaciones en la composición del combustible. Combustión estabilizada con flujos giratorios es una tecnología ampliamente utilizada para control de la combustión en turbinas de gas, y por ende será una tecnología que será utilizada para la estabilización de la dinámica de estos flujos. Una región de alto momento inherente a estos flujos giratorios ha atraído la atención de varios grupos de investigación interesados en los fenómenos de reflujo y desprendimiento de flama. Es por ello que este estudio se enfoca en resultados experimentales obtenidos para caracterizar la relación entre la zona central de recirculación y la zona de alto momento considerando moderados niveles de giro usando un sistema de inyección de flujo tangencial utilizado para generación de potencia. Como era esperado, ambas estructuras giran juntas alrededor del eje central del sistema. Además, la interacción entre ellas produce velocidades locales muy intensas y elevadas. Esta región de alto momento (flujo cortante) también presenta una geometría muy compleja que parece estar basada en la geometría del quemador, lo cual es diferente a los hallazgos realizados con anterioridad en este sistema. La alta tridimensionalidad e interacción de estas estructuras es confirmada a un punto en el cual el vórtice central pierde su fuerza.