Desarrollo y materiales para sondas multiorificio para medida de emisiones cuasi-representativas en chimeneas de sección rectangular y baja altura para aplicación en banco de ensayos para turborreactores

Resumen

Esta Tesis tiene como punto de partida la identificación de un problema a resolver. Éste se identifica con el estudio y análisis de las emisiones de los motores de aviación, con el fin de tomar medidas que disminuyan su impacto ambiental. Ello ofrece la alternativa de conocer éstas cuando la emisión es ya muy cercana a la inmisión, ya que las certificaciones actuales se realizan justo en el escape del motor, cuando la emisión no ha evolucionado todavía. Este interés, obliga a la captación de muestras representativas de emisiones, en las chimeneas de escape de las Celdas de ensayos de motores de aviación. Estos conductos son no convencionales y en los que no pueden aplicarse los criterios homologados de muestreo, útiles en cualquier otra chimenea, en el que el flujo esté totalmente desarrollado y se mantenga homogéneo en la sección de toma de muestras. Realizada la búsqueda de información y los antecedentes respecto a las sondas utilizadas en cualquiera de los tres escenarios de interés: muestreo en vuelo, aeropuertos y celda de ensayos, se plantea una original solución, para este tipo muestreo. La nueva idea conceptual se basa en el diseño de una sonda de muestreo con captación simultánea e independiente en múltiples puntos, para posteriormente, integrar todas las muestras en una cámara de mezclas, consiguiendo un promedio de todas las muestras captadas de forma individual y así obtener un muestreo representativo de la emisión. Este novedoso y original concepto es lo que se ha dado en llamar Sonda Multiorificio (SM) o Multi-hole Stack Probe. Este estudio científico-técnico, se fundamenta en el desarrollo de una Sonda Multiorificio (SM), que permita la captación cuasi representativa de la emisión de los motores de aviación, en la chimeneas de escape, del Banco de ensayos para turborreactores del AT-INTA. Este sistema de muestreo supondrá la caracterización integral de este tipo de emisiones evolucionadas y en condiciones próximas a las de inmisión. La captación, se realiza a través de boquillas de aspiración, de forma simultánea, en los puntos de muestreo, distribuidos a lo largo de toda la sonda. Las muestras extraídas son conducidas, mediante líneas de transferencia de distinta longitud, hasta una Cámara de mezcla de aerosoles, CMA, donde las muestras son debidamente mezcladas. La pérdida de carga en cada sonda individual (boquilla+línea de transferencia) es equilibrada mediante restricciones, formadas por orificios fijos (OO.FF), de forma que el caudal en cada sonda individual sea el mismo, cuando se succiona desde la CMA. En ésta, también existe una boquilla para realizar el submuestreo definitivo hacia los equipos de medida. Adicionalmente, la sonda dispone de una unidad de control, (U.C.) de los parámetros de muestreo y un hardware y software para la adquisición de datos. También, dispone de un sistema de auxiliar de limpieza.