Tecnologías Emergentes - Refrigeración de gases de exhaustación con agua nebulizada. Estudio de interacción entre fases

BOLETIN OBSERVACION TECNOLOGICA 48

Tecnologías Emergentes Refrigeración de gases de exhaustación con agua nebulizada. Estudio de interacción entre fases Autores: CF. Ing. José Mª Riola Rodríguez, Jefe de Unidad de Prospectiva y Estrategia Tecnológica, SDGPLATIN; TN. Ing. Julio Manuel Pernas Urrutia, Armada. Palabras clave: turbina, firma, penacho, gases de exhaustación, reducción temperatura. Metas Tecnológicas relacionadas: MT 3.2.1. Firma infrarroja del buque de guerra De las principales firmas de un bu-que de guerra destaca la firma infra-rroja (IR), la cual tiene que ver con la radiación emitida y/o reflejada en dicha franja del espectro electro-magnético. Dentro del conjunto propulsivo de un buque, los motores de combustión interna y, en concreto, las turbinas de gas, presentan una elevada contribu-ción Fig. 1. Detalle sistemas "eductor/difusor" y "dres-ball" (Fuente: Davis Engineering). a la firma IR del buque debido a que, durante su funcionamiento, arro-jan a la atmósfera grandes volúmenes de gases a elevadas temperaturas. Los misiles auto-guiados IR emplean la banda (de 3 a 5 μm) en la que los gases de exhaustación contribuyen de una forma significativa. Estado del arte en los sistemas de refrigeración de gases Si bien existen diversos sistemas para la refrigeración de los gases de exhaustación de motores de combus-tión interna en buques de superficie, la solución mayoritaria pasa por em- plear aire ambiente para la refrigera-ción de los gases en base a dispositi-vos de carácter estructural instalados en el último tramo de los conductos de exhaustación. A estos sistemas se les conoce con el nombre de siste-mas pasivos. El principio de funcionamiento de los sistemas pasivos consiste en emplear aire ambiente para la refrigeración, tanto de las superficies visibles de los conductos de exhaustación como de los penachos de gases, consiguiendo rebajar la temperatura del penacho de los gases de exhaustación por deba-jo de 250 ºC, a la vez que mantienen la temperatura de los conductos de Fig. 2. Valores de concentración de fase discreta y valores de temperaturas del modelo DPM 3D de interacción entre fases (Tgota = 289 K, θ = 15º, N = 12 y V = 77,5 m/s) con el punto de inyección situado en Z = 0.9 (m) para la condición de PALANCA 40. (Fuente: Elaboración propia). 12 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 48. Tercer y cuarto trimestre 2015


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