Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Thesis:
Contribución metodológica al estudio de la propagación de llamas sobre combustibles líquidos mediante procesamiento de video termográfico
Year:2009
Research Areas
  • Fluid mechanics
Information
Abstract
El estudio de los mecanismos físicos que rigen la propagación de una llama sobre un combustible, que hacen que la propagación sobre combustibles líquidos sea significativamente diferente al caso de combustibles sólidos (más simple), es objeto de debate académito y requiere un riguroso estudio desde el punto de vista experimental, lo que permitirá establecer la relevancia de cada uno de los mencionados mecanismos en la dinámica general del fenómeno. Para ello, es indispensable utilizar métodos de medida fiables y precisos, respetando, en el mayor grado posible, de las condiciones experimentales en las cuales el fenómeno es estudiado, teniendo en cuenta la alta sensibilidad de los fenómenos de combustión frente a las condiciones iniciales y a las irregularidades del medio. Esta Tesis presenta el desarrollo y la implementación de una serie de herramientas metodológicas que contribuyen a la profundización del estudio de la propagación de llamas sobre combustibles líquidos, aprovechando los más recientes desarrollos en los campos de la tecnología del vídeo digital, la electrónica de la termografía infrarroja y los modelos de seguimiento y medida de campos de desplazamiento y deformación a través de los avances en Visión Artificial. La utilización de las herramientas provistas por las mencionadas áreas ha permitido abordar dos diferentes líneas de trabajo que, hasta la fecha, estaban a la espera de ser tratadas de manera sistemática. La primera es la extensión, a través de métodos de medida más robustos y precisos, de los estudios experimentales de la dinámica del fenómeno en profundidad, particularmente en lo referido a los fenómenos de pequeña escala (pulsaciones de alta frecuencia en el frente de propagación de la llama, capas límite, perturbaciones de la superficie del combustible, etc.). La segunda línea abordada parte del reconocimiento de que, a pesar de la geometría utilizada para el estudio de propagación de llamas sobre combustibles (un canal largo y estrecho que reduce las inestabilidades en el frente de llama), los fenómenos de transporte en superficie -que se dan en los intervalos de temperatura inicial en los que la dinámica de la propagación se aleja de la observada para combustibles sólidos- no pueden modelados correctamente como procesos unidimensionales. Por esto, atendiendo a las líneas indicadas por trabajos previos, se ha dado comienzo al estudio detallado de la dinámica de los fenómenos de transporte de calor y masa en superficie como los procesos que determinan la dinámica de la propagación de la llama para temperaturas iniciales intermedias a través de su contribución a la vaporización del combustible. La introducción de técnicas de medida aplicadas a datos provenientes de termograf ía ha sido escasamente empleada para medidas cuantitativas de campos de temperatura o para la estimación de flujos convectivos y difusivos. Éste es, entonces, uno de los aportes metodológicos principales de la tesis: la aplicación de técnicas de medida no invasiva a la estimación del movimiento de los campos de temperatura presentes en la superficie del combustible en temperaturas iniciales intermedias (régimen pulsante de propagación), permitiendo en estudios teóricos subsiguientes la descripción de los mecanismos que rigen la aparición de pulsaciones en la velocidad de avance de la llama. Para ello, se extendió el modelo de Flujo Óptico adaptándolo al caso del seguimiento de movimientos en vídeo termográfico, resolviéndolo mediante un esquema multirresolución Wavelet. Para finalizar, se presentan las conclusiones más relevantes obtenidas a lo largo de la elaboración de esta Tesis Doctoral, tanto desde el punto de vista metodológico como aplicado al problema de la propagación de llamas sobre combustible líquido. Algunas líneas de evolución futura para los campos de investigación incidentes en el trabajo desarrollado son propuestas.
International
No
Type
Doctoral
Mark Rating
Sobresaliente cum laude
Date
02/02/2009
Participants
  • Autor: Hugo Franco Triana
  • Director: Jesus San Martin Moreno (UPM)
  • Codirector: Daniel Rodríguez Pérez (Universidad Nacional de Educación a Distancia)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Grupo de dinámica no lineal y caos
  • Departamento: Matemática Aplicada (E.U.I.T. Industrial)
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