Thesis:

Simulación numérica de un flujo de agua-petróleo en un inyector de turbina a gas

With the aim of reducing thermal NOx emissions and thus complying with the new pollutant emission standards for thermal power plants, one of the proposed alternatives is to pre-mix the fuel with water so that the water absorbs some of the energy released during combustion, lowering the combustion temperature and exhaust gases, and inhibiting the thermal NOx formation mechanism. However, it has been observed that this process generates thermoacoustic instability in the combustion chamber, which damages the injector and can lead to its destruction. This paper presents a numerical simulation of the mixing process of both fluids inside the injector's pre-mixing chamber for different flow rates. This simulation was performed using code based on the open-source software OpenFOAM for multiphase turbulent flows, coupled with the energy equation. The coherent structures of the developed turbulent field were analyzed, and a description of the dispersed phase morphology was also provided.

Con el objetivo de disminuir las emisiones de NOx térmico y cumplir así con las nuevas normas de emisiones de contaminantes para las centrales térmicas, una de las alternativas que se presentan corresponde a realizar un pre-mezclado entre el combustible y agua con el fin que esta absorba parte de la energía liberada durante la combustión, disminuyendo la temperatura de la combustión y los gases de escape e inhibiendo el mecanismo de formación de NOx térmico. Pero se ha observado que este proceso genera una inestabilidad termoacústica en la cámara de combustión, la cual genera daños sobre el inyector provocando su destrucción. En el presente trabajo se presenta una simulación numérica del proceso de mezclado de ambos fluidos al interior de la cámara de pre-mezclado del inyector para distintos caudales mediante la implementación de un código basado en el software libre OpenFOAM para flujos turbulentos multifásicos acoplado a la ecuación de energía. se analizó las estructuras coherentes del campo turbulento desarrollado, así como también se realizó una descripción de la morfología de la fase dispersa.