Análisis aerodinámico del separador ciclónico del pirolizador del laboratorio de plantas térmicas de la Universidad Libre

Abstract

Dado que la biomasa es una fuente de energía renovable se estudian las características fisicoquímicas de la cascarilla de arroz para el aprovechamiento de esta ya que por lo general este tipo de biomasa se desecha en ríos o se quema al medio ambiente generando una combustión incompleta Se obtiene un alto contenido de gas pirolitico proveniente de la cascarilla de arroz, hasta un 80% de material volátil, al entrar al separador ciclónico junto con un porcentaje alrededor de 15.8% de cenizas a temperaturas de 450ºC, 675 ºC Y 900 ºC. En el presente trabajo de grado se modela el separador ciclónico ubicado en el laboratorio de plantas térmicas de la universidad libre sede Bosque popular mediante el programa SolidWorks; Este trabajo tiene como objeto de estudio el análisis aerodinámico del campo de flujo dentro del separador ciclónico utilizando el programa ANSYS que a su vez emplea el modelo de las ecuaciones de continuidad y Navier Stokes para simular las condiciones de trabajo del equipo. Para el estudio de las simulaciones a correr se empleó la metodología de superficie de respuesta diseño Box Behnken proporcionando 15 simulaciones a correr para tres factores que son las condiciones de entrada del equipo como la velocidad de entrada, tamaño de partícula y temperatura de la mezcla de gases, estas simulaciones generan datos que describen la variable de respuesta en este estudio, se realizaron comparaciones de los resultados con el fin de determinar cuáles son los valores más significativos en la eficiencia de separación de partículas. Además de proponer un nuevo modelamiento de un nuevo separador ciclónico de alta eficiencia tipo Stairmand para mejorar las características de desempeño del separador ciclónico de la Universidad Libre Sede Boque Popular como lo es la eficiencia de separación de partículas y caída de presión. Se realizaron comparaciones entre el separador ciclónico del laboratorio de plantas térmicas y el separador ciclónico de alta eficiencia tipo Stairmand, se formularon las conclusiones del estudio para determinar los parámetros más influyentes en este estudio y finalmente se realizó un artículo publicable en la revista indexada por Colciencias.

Since the biomass is a renewable energy source, the physicochemical characteristics of the rice husk are studied for the use of this, since in general this type of biomass is discarded in rivers or burned into the environment generating incomplete combustion A high content of pyrolytic gas from the rice husk is obtained, up to 80% volatile material, upon entering the cyclone separator together with a percentage around 15.8% of ashes at temperatures of 450 ° C, 675 ° C and 900 ° C. In this work, the cyclone separator located in the thermal plant laboratory of the free university headquarters of the popular Forest is modeled through the SolidWorks program; This work aims to study the aerodynamic analysis of the flow field within the cyclone separator using the ANSYS program which in turn uses the model of continuity equations and Navier Stokes to simulate the working conditions of the equipment. For the study of the simulations to run, the response surface methodology was designed Caja Behnken protocols 15 simulations to run for three factors that are the input conditions of the equipment such as the input speed, particle size and temperature of the mixture of gases, these simulations found data that describe the response variable in this study, the results were compared in order to determine the most specific values in particle separation efficiency. In addition to proposing a new modeling of a new high-efficiency cyclone separator type Stairs to improve the performance characteristics of the Cyclone separator of the Free Boque University Headquarters such as the efficiency of particle separation and pressure drop. The conclusions of the study will be formulated between the cyclone separator of the thermal plant laboratory and the high efficiency cyclone separator type Escalera, to determine the most influential parameters in this study and finally a publishable article will be published in the journal indexed by Colciencias.