Los ingenieros han encontrado una manera de reducir significativamente las fluctuaciones de temperatura en las llamas de metano, que se consideran una de las causas de la disminución de la eficiencia y la fiabilidad de las instalaciones energéticas. El desarrollo fue presentado por especialistas de la Universidad Estatal de Tomsk y el Instituto de Óptica Atmosférica V. E. Zuev de la rama siberiana de la Academia Rusa de Ciencias.
Las pulsaciones de temperatura ocurren durante la combustión de metano en modo de difusión, cuando el combustible y el aire se mezclan directamente en la zona de reacción. Estos procesos son característicos de las turbinas de gas, los hornos industriales y muchas otras instalaciones térmicas. Las fuertes fluctuaciones de temperatura pueden deteriorar el funcionamiento del equipo y aumentar la carga sobre sus elementos.
Durante los experimentos, los científicos investigaron el efecto de un campo eléctrico de diferente intensidad en la llama de metano. Para ello, se ensamblaron dos instalaciones de prueba con diferentes distancias entre los electrodos y diferentes rangos de voltaje. Los cambios de temperatura se registraron con una cámara infrarroja científica y luego se analizaron mediante métodos digitales.
Los resultados mostraron que después de alcanzar un cierto nivel de voltaje, las fluctuaciones de temperatura comienzan a disminuir rápidamente. En una de las configuraciones de la instalación, su amplitud disminuyó de seis a ocho veces en comparación con los valores iniciales. En la segunda variante del experimento, la reducción fue más de cinco veces. A altos valores de voltaje, la llama pasó a un modo de combustión estable, y los saltos de temperatura característicos prácticamente desaparecieron.
El estudio también reveló un efecto adicional. Con un voltaje superior a 3 kV, la antorcha de la llama se desplazó hacia el electrodo negativo. Esto se debe al llamado viento iónico, el movimiento de partículas cargadas bajo la acción de un campo eléctrico. Al mismo tiempo, los parámetros geométricos de la antorcha cambiaron: su altura disminuyó y su ancho se corrigió.
Los datos obtenidos confirman que el campo eléctrico puede convertirse en una herramienta eficaz para controlar el proceso de combustión sin el uso de dispositivos mecánicos.
En la siguiente etapa, los especialistas planean desarrollar un modelo matemático que permita describir con mayor precisión la influencia de varias configuraciones y la ubicación de los electrodos en el comportamiento de la llama.
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