Per garantire il funzionamento stabile dei motori dei velivoli
Le instabilità di combustione vengono osservate in diversi sistemi industriali, inclusi i motori dei velivoli a iniezione diretta. Sono collegati a un'estinzione e a un ritorno di fiamma non desiderabili, oltre a vibrazioni della struttura meccanica del motore che potrebbero anche causarne la distruzione. È quindi fondamentale conoscere meglio i fenomeni di trasferimento di calore e massa nella camera di combustione per creare metodologie di progettazione per minimizzare tali instabilità. Il vasto lavoro sperimentale e di simulazione condotto nel corso del progetto MUSCLES era dedicato all'evaporazione di combustibile liquido quando viene iniettato direttamente nella camera di combustione. Quando viene riscaldato nella camera di combustione, le particelle di combustibile evaporano e infine il vapore di combustibile brucia, fornendo l'energia necessaria per la propulsione. La sfida era sviluppare e convalidare nuovi modelli teorici per l'evaporazione del combustibile che prendano in considerazione l'assorbimento della radiazione termica da parte delle particelle. I ricercatori dell'Instituto Superior Técnico in Portogallo hanno combinato diverse tecniche ottiche per misurare le dimensioni, la temperatura e la velocità di combustione delle particelle di combustibile liquido in condizioni di carico termico variabili. Il flusso di calore scambiato tra le particelle di combustibile e l'ambiente ad alta temperatura e pressione nella camera di combustione si potrebbe poi ottenere dal loro bilancio energetico totale. Facendo un ulteriore passo avanti in questo settore di ricerca, i partner del progetto MUSCLES hanno usato delle conoscenze dettagliate sul trasferimento di calore per radiazione termica per determinare con precisione il tasso di evaporazione del combustibile. La radiazione termica regola la distribuzione della temperatura e il flusso di calore lungo le pareti della camera di combustione, la formazione di fuliggine e di altri prodotti della combustione incompleta. Anche se ignorata nella maggior parte dei modelli di combustione esistenti, la durata della radiazione termica può portare a importanti miglioramenti nella loro validità. Inoltre, stimando il contributo della radiazione termica all'evaporazione di combustibile, il progetto MUSCLES ha permesso di comprendere meglio le potenziali fonti di instabilità di combustione.
