Limpieza de diseño
El funcionamiento seguro, fiable y limpio de los motores de combustión interna depende en gran medida del control del proceso de mezcla de aire y combustible previo al encendido. Esta mezcla afecta al proceso de combustión y, lo que es más importante, a la formación de elementos contaminantes y la emisión de hidrocarburos (HC) sin quemar. Los diseñadores se enfrentan al reto de encontrar un término medio entre las tasas elevadas de compresión necesarias para reducir las emisiones de dióxido de carbono y evitar una combustión pobre y las zonas bajas de temperatura para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno. El uso de sofisticados métodos de simulación de grandes torbellinos (LES, large eddy simulation) ha permitido progresos en la modelización de inestabilidades de combustión y ha satisfecho estos requisitos opuestos. Durante el desarrollo del proyecto MUSCLES, se utilizaron sistemas de diagnóstico por láser para recoger nuevos datos empíricos y validar estas herramientas de predicción de rendimiento. Los socios del proyecto utilizaron la técnica de la fluorescencia inducida por láser (LIF) en el Laboratoire d'Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée para medir la temperatura del interior de las gotículas de combustible. Se escanearon las gotículas de combustible de dimensiones inferiores al milímetro mediante un pulso único de láser, que suele durar unos pocos nanosegundos. Más en concreto, se sirvieron de la intensidad de la fluorescencia de un tinte orgánico de dos colores disuelto en el combustible para estimar las variaciones térmicas en cantidades de combustible lo bastante pequeñas. A pesar de que el volumen de las gotículas de combustible cambiaba rápido por la evaporación, esta técnica es lo bastante rápida como para medir la temperatura con exactitud. Con el fin de mejorar esta técnica de medición para aplicarla a los motores de avión en condiciones reales de funcionamiento, se añadió la medida del diámetro de las gotículas. Sin embargo, será necesario proseguir la investigación para poder desarrollar mapas tridimensionales de temperatura para familias de combustibles utilizados en la aviación como el keroseno en el interior de la cámara de combustión.
