12. Estudio técnico-económico de viabilidad de utilización del ...
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5.10 B m 91300K in( n, seg-Aol/litro) n - 2 o • 3.10"* 9 ( a tm)~ 2 ln(y* seg-mol/litro) D m 190005K En la figura 5»2 V ' se observa para el caso de una mezcla estequiométrica la exactitud con la que la fórmula anterior reproduce los result ados experimentales. Sin embargo, para calcular el tiempo de ignición se pueden utilizar esquemas oinétioos muy simplificados, que pueden proporcionar fórmulas analíticas para el tiempo de ignición. Así ''•*/, Í0 1 ^ f 2 * C 1 *< K 1 bj/^M )3f¡ 4>(8K 2 [0 2 3/K 3 [H 2 ])]^4.l)l * tign 2 * 7IJ" [ 2K 1 Z 3 |[14.(8K 2 [0 2 ]A3[H 2 ])]*-1J ) ' ( K- 10- 6 ) .ln_-L (8) ( 2[0 2 ]K 4 J en la que las constantes de las reaociones (i) y (4) se encuentran en la tabla (il). la fórmula anterior reproduce con bastante exactitud los resultados numéricos. Es de observar que en el proceso de ignición no inter_ viene ninguna de las reaociones en las que participa el nitrógeno, lo que permite simplificar grandemente el mecanismo cinético usado. En experimentos en tubos de choque, se observan dos tipos de ignición claramente diferenciables; las igniciones débiles y las igniciones fuertes^ *'. En las primeras la reacción aparece simultáneamente en varios puntos desde los que se propagan llamas que poco a poco se juntan
5.11 hasta formar un único frente y producirse la ignición. Este proceso dura un tiempo relativamente largo del orden de 100 y seg. En las fuertes, el primer signo de ignición, es la aparición de un frente de presión muy - oeroano a la pared que forma una onda de detonación que se propaga por el tubo. En este oaso el tiempo de ignición es del orden del A> seg. Las igniciones débiles se producen a temperaturas más bajas que las fuertes, y se observa que la linea que separa unas igniciones de otras en un diagrama temperatura-presión, ooincide aproximadamente con la linea obteni (11) "" da por extrapolación del segundo límite de explosión (fig. 5.3) . En (R 11) efecto, parece ' que la existencia de estos dos tipos de ignición se debe a la misma causa que la existencia del segundo limite de explosión, ya que a temperaturas suficientemente bajas la reacción de terminación (Vi) es importante, dando lugar a igniciones débiles. Por tanto la linea de separación entre estos dos tipos de ignición, viene dada por la ecuación (4). En los años sesenta, y debido al interés despertado por el - vehículo hipersónico SCBAMTET, se realizaron en España varios trabajos - relaolonados con la oombustión hipersónioa del hidrógeno, y en particular (15) se estudió la ignición en combustión supersónica difusiva • Mas tarde, (16) Liñán y ürrutia utilizaron el método de los desarrollos asintóticos acoplados para estudiar la ignición del hidrógeno. El análisis muestra - la existencia de cuatro etapas distintas en el proceso de ignición, en - cada una de las ouales se puede suponer un esquema cinético sencillo. Los resultados del análisis son muy próximos a los resultados numéricos obtenidos en la referenoia (12).
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En la figura 5»2 V<br />
' se observa para el caso <strong>de</strong> una mezcla<br />
estequiométrica la exactitud con la que la fórmula anterior reproduce los<br />
result ados experimentales.<br />
Sin embargo, para calcular el tiempo <strong>de</strong> ignición se pue<strong>de</strong>n<br />
utilizar esquemas oinétioos muy simplificados, que pue<strong>de</strong>n proporcionar<br />
fórmulas analíticas para el tiempo <strong>de</strong> ignición. Así ''•*/,<br />
Í0 1 ^ f 2 * C 1 *< K 1 bj/^M )3f¡ 4>(8K 2 [0 2 3/K 3 [H 2 ])]^4.l)l *<br />
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( K- 10- 6 )<br />
.ln_-L (8)<br />
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en la que las constantes <strong>de</strong> las reaociones (i) y (4) se encuentran en la<br />
tabla (il). la fórmula anterior reproduce con bastante exactitud los resultados<br />
numéricos. Es <strong>de</strong> observar que en el proceso <strong>de</strong> ignición no inter_<br />
viene ninguna <strong>de</strong> las reaociones en las que participa el nitrógeno, lo<br />
que permite simplificar gran<strong>de</strong>mente el mecanismo cinético usado.<br />
En experimentos en tubos <strong>de</strong> choque, se observan dos tipos <strong>de</strong><br />
ignición claramente diferenciables; las igniciones débiles y las igniciones<br />
fuertes^ *'. En las primeras la reacción aparece simultáneamente en<br />
varios puntos <strong>de</strong>s<strong>de</strong> los que se propagan llamas que poco a poco se juntan