Desarrollo y evaluación de un quemador de combustión sin llama a gas natural usando aire enriquecido con oxígeno.

Cadavid Sierra, Francisco Javier

Publication:
Desarrollo y evaluación de un quemador de combustión sin llama a gas natural usando aire enriquecido con oxígeno.

dc.contributor.author	Cadavid Sierra, Francisco Javier
dc.contributor.corporatename	Universidad de Antioquia (Colombia)	spa
dc.contributor.researchgroup	Ciencia y Tecnología del Gas y Uso Racional de la Energía (GASURE)
dc.coverage.projectdates	2008-2011	spa
dc.coverage.spatial	Antioquia (Colombia : Departamento)
dc.date.accessioned	2020-02-21T03:37:07Z
dc.date.accessioned	2020-12-18T01:33:48Z
dc.date.available	2020-02-21T03:37:07Z
dc.date.available	2020-12-18T01:33:48Z
dc.date.issued	2011-10-15
dc.description.abstract	A nivel mundial, las tendencias de los nuevos sistemas de combustión se orientan hacia la alta eficiencia y a las mínimas emisiones de sustancias contaminantes. En la búsqueda de este ideal recientemente (década de los 90) se descubrió el fenómeno conocido como ""combustión sin llama"" con la cual se logran eficiencias de combustión superiores al 70% y emisiones de CO y NOx inferiores a un dígito (en ppm). Para que la eficiencia de combustión sea aun mayor y las emisiones de contaminantes aun menores, a principio de este siglo se comenzaron a desarrollar sistemas de combustión sin llama en los que se reemplaza el aire normal (21 % O2, 79% N2) por aire enriquecido con Oxígeno (AECO), esto es, aire con un porcentaje de O2 superior al 23%. En la literatura científica internacional a este sistema se le conoce como ""Quemador de combustión sin llama con aire enriquecido con Oxígeno"". Con esta tecnología se logra entonces altas temperaturas de precalentamiento del aire y del proceso, bajas emisiones de NOx y CO, altas eficiencias de proceso, reducciones en los tamaños de las cámaras de combustión y de los sistemas de recuperación de calor. El desarrollo tecnológico de un quemador con combustión sin llama empleando Aire Enriquecido con Oxígeno y recuperación autoregenerativa de calor, resulta un problema complejo, dado que se requiere: implementar un adecuado algoritmo de diseño, seleccionar cuidadosa de los materiales de fabricación, diseñar el sistema de control el cual debe garantizar una respuesta que garantice la confiabilidad del sistema. Para lograr los objetivos se comenzará por hacer una profundización teórica de los fundamentos científicos y tecnológicos del modo de combustión sin llama cuando se utiliza como comburente aire enriquecido con Oxígeno, y de los relacionados con la recuperación regenerativa de calor. Luego se realizarán los balances de energía y materia para el diseño preliminar del prototipo, posteriormente y utilizando el software FLUENT se simularán numéricamente los prototipos preliminares. Los resultados arrojados por la simulación servirán de insumo para el diseño y construcción del prototipo definitivo, finalmente se procederá con la realización de simulación numérica del prototipo definitivo, con la evaluación experimental del prototipo y con las comparaciones de las mediciones con los resultados de la simulación numérica. La combustión sin llama con AECO se constituye en un modo revolucionario de combustión, de gran interés para la investigación fundamental y con amplio potencial de innovaciones tecnológicas en sistemas energéticos térmicos. Es por lo anterior que al finalizar este proyecto se deberá haber solicitado como mínimo una patente del prototipo desarrollado, el cual tendrá alta eficiencia de combustión (superiores al 75 %), bajas emisiones contaminantes y será adaptable y aplicable a la escala económica de la industria nacional con procesos de alta temperatura.	spa
dc.format.extent	58 páginas.	spa
dc.identifier.instname	Colciencias	spa
dc.identifier.reponame	Repositorio Colciencias	spa
dc.identifier.repourl	http://colciencias.metabiblioteca.com.co	spa
dc.identifier.uri	https://colciencias.metadirectorio.org/handle/11146/40158
dc.language.iso	spa	spa
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess	spa
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dc.rights.creativecommons	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/	spa
dc.subject.proposal	Aire enriquecido con Oxígeno	spa
dc.subject.proposal	Combustión sin llama	spa
dc.subject.proposal	Emisiones de NOx	spa
dc.subject.proposal	Recirculación	spa
dc.subject.proposal	Uso racional de la energía	spa
dc.title	Desarrollo y evaluación de un quemador de combustión sin llama a gas natural usando aire enriquecido con oxígeno.	spa
dc.type	Informe de investigación	spa
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_18ws	spa
dc.type.content	Text	spa
dc.type.driver	info:eu-repo/semantics/report	spa
dc.type.redcol	https://purl.org/redcol/resource_type/IFI	spa
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dc.type.version	http://purl.org/coar/version/c_71e4c1898caa6e32	spa
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dcterms.audience	Estudiantes, Profesores, Comunidad científica colombiana, etc.	spa
dspace.entity.type	Publication
oaire.awardnumber	111545221097	spa
oaire.funderidentifier.colciencias	355-2008
oaire.fundername	Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación [CO] Colciencias	spa
oaire.fundingstream	Programa Nacional en Energía y Minería	spa
oaire.objetives	Desarrollar y evaluar experimentalmente un quemador autoregenerativo de 20 kW, en el que se logre el régimen de combustión sin llama utilizando como comburente aire enriquecido con oxígeno en las siguientes concentraciones: 27%, 35%, 50%, 70% y 100%, con recuperación autoregenerativa de calor para lograr temperaturas de precalentamiento del comburente superiores a 500 ºC y empleando como combustible gas natural. Con el propósito de continuar las investigaciones en combustión sin llama iniciadas ya por el grupo GASURE y para soportar el desarrollo tecnológico de equipos de combustión y calentamiento de nueva generación utilizables en las industria con procesos de alta temperatura en Colombia. Objetivos específicos 1. Estudiar algunos aspectos fenomenológicos de la combustión sin llama con aire enriquecido identificando los requerimientos aerodinámicos y térmicos en el quemador: factores de recirculación y campos de temperatura. Para lo cual se requiere la selección de modelos óptimos para simular la turbulencia, la transferencia de calor por radiación y la combustión con AECO. 2. Diseñar el sistema de suministro de combustible y aire de acuerdo a los requerimientos aerodinámicos para alcanzar los factores de recirculación óptimos que garanticen el régimen de combustión sin llama. 3. Diseñar el sistema regenerativo de recuperación de calor en función de la concentración de oxígeno en el aire. 4. Evaluar experimentalmente el prototipo verificando las especificaciones técnicas de diseño y la obtención del fenómeno de combustión sin llama. 5. Caracterizar el fenómeno de combustión sin llama con aire enriquecido en función de la concentración de especies químicas, distribución de temperaturas y flujo de calor.	spa