Acerca de combustión y el agua ...

Por Rémi Guillet (el 03 / 03 / 2012)

El precio del combustible y otros combustibles no han terminado "resplandor", que induce la recuperación de los debates recurrentes (ver Wikipedia) como la asociada a una cierta creencia en un efecto misterioso, más o menos un "dopaje en el agua "(u otros efectos derivados de la aplicación en motores u otro quemador de menos más o" sistema opaco "donde el agua sufriría" libres "de energía transformaciones, convirtiéndose en combustible en sí!) nos lleva de nuevo a tres la información esencial que pensamos acerca de la "combustión y el agua" información de nuestra tesis " La combustión y el rendimiento sobre mojado »(Tesis presentada en 2002 en la Universidad de Nancy 1 - Henri Poincaré - y directamente accesible en versión completa utilizando la dirección electrónica.

1- Agua que llega a una zona donde se desarrolla la combustión (en una máquina térmica: motor de combustión interna o externa, caldera, etc.) y si esta agua es traída en forma de vapor o líquido, por el aire de combustión, por combustible, inyectado por separado -) tiene todas las posibilidades de mejorar la "calidad" de la combustión (¡del combustible identificado como tal!). Al poder intervenir sobre la atomización de gotitas de un combustible líquido (hidrocarburos pesados) así como sobre las múltiples reacciones químicas "intermedias" desarrolladas durante la combustión, esta agua "adicional" permite en ciertos casos aproximarse a combustiones "difíciles". más (si esto es químicamente posible), su integridad, rechazando así menos partículas y otros materiales no quemados. Además, y en todos los casos, la presencia de agua adicional reduce la formación de NOx, porque la combustión que se acerca a la perfección, especialmente en el caso de la estequiometría, es con este "lastre térmico" agua adicional comparativamente "más fría". por lo tanto, siempre menos propicio para la formación de óxidos de nitrógeno. (Cfr. Referencias indicadas en la tesis ya mencionada).

2- Así, la presencia de agua en la cámara de combustión de una máquina térmica modifica la dinámica físico-química de la combustión y si se controla el suministro de agua, esta adición de agua, por sí sola, será suficiente, mediante una combustión mejorada, para justificar el mejor rendimiento registrado por dicha máquina térmica: mejor rendimiento mecánico para un motor, o incluso más potencia "nominal", en particular para determinadas turbinas de gas ... ¡Y mayor "discreción ecológica"!

Desde nuestro punto de vista, no hay nada más que invocar para "entender" lo que está sucediendo con ciertos motores "dopados" por la adición de agua. Por tanto, a partir de un motor que “quema” mal su combustible, por tanto necesariamente ineficaz, el agua añadida tiene todas las posibilidades de mejorar la combustión y por tanto, concomitantemente, de reducir el “consumo” de dicho motor. Obviamente, cuanto más bajo rendimiento esté inicialmente la máquina en cuestión, más significativo será el beneficio relacionado con la introducción de agua adicional. (Cf. los ejemplos tomados a menudo en motores diesel viejos, en motores de dos tiempos ...)

Por el contrario, nada espectacular de un motor en buen estado de funcionamiento. Tenga en cuenta que la cantidad de agua introducida siempre debe controlarse y no exceder un cierto umbral, de lo contrario es posible desviarse del efecto deseado, puede aparecer otra contaminación, en particular con la formación de CO ... (Sin ¡Olvídese de que el agua en grandes cantidades sofoca o "apaga" el fuego!).

3- Ahora, imaginando una máquina térmica inicialmente ejemplar desde el punto de vista de la combustión, queda que el agua puede permitir al termodinámico considerar ciclos (recuperación, regenerativa, combinada, etc.) que pueden incrementar enormemente la eficiencia mecánica del sistema (en comparación con el motor tradicional, en ciclo "abierto"; ver la tesis que presenta en gran parte estos ciclos).

Además, volviendo a la combustión, otra cosa para recordar. Se trata de la explotación de los cambios de fase del agua resultante de la combustión. De esta forma, su condensación (si realmente se lleva a cabo en un recuperador ad hoc) se convierte en una fuente de recuperación “final” de la energía de combustión. Hablamos de generadores de calor de condensación para instalaciones de calefacción de “baja temperatura” (caso de instalaciones de calefacción residencial con radiadores sobredimensionados, con suelo radiante, cuya temperatura se mantiene muy por debajo de los 60 ° C, etc.). Pero también se evoca el ciclo * "bomba de vapor de agua" que permite ampliar el campo de aplicación de dichos generadores de condensación en el caso de calentadores a mayor temperatura, por lo tanto superior a 60 ° C, es decir el caso de calefacción colectiva u otras instalaciones térmicas del sector terciario, etc.). Estas últimas bombas de vapor de agua (o intercambiador de calor y masa en productos de combustión antes de descarga y aire de combustión) conducen de facto a una forma de “combustión húmeda” con sus virtudes ecológicas específicas garantizadas (en particular la de bajo NOx, etc.). Podemos volver a referirnos a la tesis frecuentemente citada o al trabajo “Del diagrama higrométrico de la combustión a las bombas de vapor de agua” oa artículos recientes ** (escritos en inglés) que aparecen en el archivo de autor de Rémi. Guillet chez l'harmattan en artículos como "El ciclo de la bomba de vapor de agua subraya las ventajas de la combustión húmeda"

4 - (Añadido el 14-10-2015) En el caso de los motores alternativos, también podemos recordar el (antes conocido) poder "anti-detonante" del agua, elemento inerte a priori que (si se inyecta en la fase líquida mientras se evapora, reducirá la temperatura de fin de compresión de la mezcla), puede entonces llevar al termodinámico a aprovechar esta inyección de agua adicional para aumentar la relación de compresión del ciclo y así mejorar la eficiencia mecánica de la máquina, o incluso su potencia (cuestión de equilibrio entre la reducción de potencia energía introducida en el cilindro y la ganancia en eficiencia mecánica del ciclo). (Véase el recordatorio en el resumen del título “Combustión por vía húmeda” https://www.amenza.ma/wet-way-combustion.html publicado en 2001 por Elsevier)…

Saber más:
La "combustión húmeda" explicada por R.Guillet en forums
Descargar el resumen: La combustión y el rendimiento sobre mojado