| dc.contributor | Colorado Granda, Andres Felipe | |
| dc.creator | Agamez Parias, Jaith Alfonso | |
| dc.date | 2023-06-02T13:48:40Z | |
| dc.date | 2023-06-02T13:48:40Z | |
| dc.date | 2023 | |
| dc.date.accessioned | 2024-04-23T13:51:44Z | |
| dc.date.available | 2024-04-23T13:51:44Z | |
| dc.identifier | https://hdl.handle.net/10495/35259 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9228616 | |
| dc.description | RESUMEN : La combustión sin llama es una técnica de combustión en la cual durante el proceso de oxido-reducción no logra apreciarse el efecto lumínico presente en llamas de combustión convencional. Al comparar los métodos de combustión mencionados se identifican las ventajas que tiene el régimen sin llama frente al convencional. Entre estas, las más significativas son: la reducción de las emisiones de agentes contaminantes, el aumento considerable la eficiencia térmica del proceso y obtener temperaturas uniformes dentro de la cámara. Para obtener el régimen de combustión sin llama es necesario contar con una temperatura dentro del horno mayor a la temperatura de autoignición del combustible apoyada de un alto grado de recirculación que permite un mezclado de combustible-comburente-productos de combustión en la zona de reacción; la aerodinámica en este proceso es significativamente importante, por ende, enmarca una amplia región de estudio en función de las variables presentes. El proyecto propone obtener numéricamente el fenómeno de la combustión sin llama utilizando aerodinámica de torbellinos. Este estudio será realizado en un horno del grupo GASURE que opera bajo el modo sin llama empleando flujos por chorros, y que servirá de comparación directa para entender los cambios ocurridos por la modificación de la fluidodinámica de la cámara. La revisión del estado del arte permite determinar los modelos matemáticos que mejor simulan los fenómenos asociados al problema planteado. Este estudio considera que la transferencia de calor de los gases de combustión a la carga ocurre en estado estable y la potencia y factor de aireación del quemador son fijos. Esto implica que es necesario: 1) realizar variaciones al diseño del horno que permitan un acople del generador de torbellinos a la cámara de combustión existente, 2) variar la posición de inyectores de combustible y aire en el equipo con el objetivo de garantizar la obtención del régimen de combustión sin llama, 3) variar los impulsos de entradas de las corrientes, 4) evaluar distintos modelos de turbulencia para entender su efecto en las estructuras de reacción y recirculación. Estas variaciones buscan identificar puntos de operación óptimos del modo sin llama y descartar arreglos que no permitan obtener la estabilidad de dicho régimen de combustión. Cada tecnología por sí misma (la combustión sin llama y la combustión inmersa en torbellinos) ofrece significativas ventajas (algunas similares) comparadas con la combustión convencional; al combinar estos mecanismos se obtiene una dupla prometedora en función de reducir el tamaño de equipos térmicos, acompañado de altas eficiencias térmicas y bajas emisiones de agentes contaminantes perjudiciales para la salud de los seres vivientes y el medio ambiente, entre estos el monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOX), dióxido de carbono (CO2), y total hidrocarburos sin quemar (THC). Los resultados más prometedores muestran que el efecto de aumentar el grado de vórtice en la entrada del reactivo disminuye principalmente las emisiones de CO, por otro lado, el NOX no presenta una variación dependiente del grado de rotación. Al evaluar la eficiencia del proceso de combustión se identificó que su variación en función del grado de rotación de los reactivos depende principalmente del cuerpo del equipo térmico. | |
| dc.description | ABSTRACT : Flameless combustion is a combustion technique that, particularly during the oxidation reduction process, does not present flashes, the light effect present in conventional combustion flames, when comparing the aforementioned combustion methods, the advantages of the flameless regime are identified against To the conventional, among these the most significant are: the reduction of the emissions of pollutants, the considerable increase in the thermal efficiency of the process and obtaining uniform temperatures inside the chamber. To obtain the flameless combustion regime, it is necessary to have a temperature inside the furnace higher than the autoignition temperature of the fuel in addition to a high degree of recirculation that allows a mixture of fuel-oxidizer-combustion products in the reaction zone; aerodynamics in this process is significantly important, therefore, it frames a wide study region based on the variables present. The project proposes to obtain numerically the phenomenon of flameless combustion using vortex aerodynamics. This study will be carried out in a GASURE group oven that operates under flameless mode with jet aerodynamics, and which will serve as a direct comparison to understand the changes caused by the modification of the aerodynamics of the chamber. The review of the state of the art allows determining the mathematical models that best simulate the phenomena associated with the problem. This study considers that the heat transfer from the combustion gases to the load occurs in a steady state and the power and aeration factor of the burner are fixed. This implies that it is necessary: 1) to make variations to the furnace design that allow a coupling of the vortex generator to the existing combustion chamber, 2) to vary the position of fuel and air injectors in the equipment to guarantee obtaining of the flameless combustion regime, 3) vary the current input impulses, 4) evaluate different turbulence models to understand their effect on the reaction and recirculation structures. These variations seek to identify optimal operation points for the flameless mode and rule out provisions that do not allow the stability of said combustion regime to be obtained. Each technology by itself (flameless combustion and combustion in swirl) offers significant advantages (some similar) compared to conventional combustion; By combining these mechanisms, a promising duo is obtained in terms of reducing the size of thermal equipment, accompanied by high thermal efficiencies and low emissions of pollutants harmful to the health of living beings and the environment, including carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOX), carbon dioxide (CO2), and total unburned hydrocarbons (THC). The most promising results show that the effect of increasing the degree of swirl at the reagent inlet mainly decreases CO emissions, on the other hand, NOX does not present a variation dependent on the degree of rotation. When evaluating the efficiency of the combustion process, it was identified that its variation depending on the degree of rotation of the reagents depends mainly on the body of the thermal equipment. | |
| dc.format | 137 | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | spa | |
| dc.publisher | Ciencia y Tecnología del Gas y Uso Racional de la Energía (GASURE) | |
| dc.publisher | Medellín - Colombia | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | |
| dc.rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |
| dc.rights | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | Combustión | |
| dc.subject | Óxidos de nitrógeno | |
| dc.subject | Nitrogen oxides | |
| dc.subject | Emisión atmosférica | |
| dc.subject | Atmospheric emission | |
| dc.subject | Turbulencias atmosféricas | |
| dc.subject | Atmospheric turbulence | |
| dc.subject | Combustión sin llama | |
| dc.subject | Combustión en vórtice | |
| dc.subject | Emisiones de óxidos de nitrógeno | |
| dc.subject | http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_16002 | |
| dc.subject | http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_330808 | |
| dc.subject | http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_8995 | |
| dc.title | Evaluación numérica del desempeño de un horno de combustión sin llama con flujos por torbellinos | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/draft | |
| dc.type | http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc | |
| dc.type | https://purl.org/redcol/resource_type/TM | |
| dc.type | Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría | |
