Sviluppo di meccanismi globali di combustione

La modellazione dei processi di combustione all’interno delle apparecchiature di interesse pratico risulta un compito estremamente complesso ed una descrizione accurata dei fenomeni chimici che vi hanno luogo richiede l’utilizzo di modelli cinetici che includano centinaia di specie e migliaia di reazioni (schemi cinetici dettagliati). Per questo motivo l’applicazione di un modello cinetico dettagliato risulta ancora oggi difficilmente realizzabile nella simulazione fluidodinamica dei sistemi reattivi soprattutto in casi che coinvolgono geometrie complesse, come quelle di interesse industriale. Nonostante lo sviluppo di algoritmi numerici sempre più robusti ed efficaci e l’aumento della potenza di calcolo, i tempi di calcolo richiesti per le simulazioni risultano ancora oggi elevati. La necessità di ottenere risposte in tempi ridotti ha portato allo studio e allo sviluppo di schemi cinetici globali, ossia schemi cinetici che coinvolgono un numero ridotto di specie, solitamente solo specie molecolari, in un numero limitato di reazioni.. I parametri cinetici presenti nello schema globale tendono a perdere significato fisico e diventano solo un modello matematico e quindi si possono ottimizzare per trovare il set di valori migliore. In questo lavoro si sono formulati schemi cinetici ridotti per i diversi sistemi di combustione. Ricorrendo alla simulazione di fiamme laminari diffusive e reattori CSTR si sono ottimizzati i valori dei parametri cinetici da inserire nelle espressioni delle velocità di reazione in modo da rendere lo schema cinetico globale il più possibile accurato e versatile. La consistenza dello schema cinetico così formulato è stata convalidata attraverso la simulazione di fiamme diffusive turbolente.