Simulación numérica de hornos de combustión equipados con quemadores radiantes
RESUMEN: Las simulaciones de hornos de combustión equipados con quemadores radiantes habitualmente se realizan asumiendo una combustión completamente desarrollada en las copas de los quemadores. Este supuesto minimiza el costo computacional ocasionado al simular cientos de quemadores, sin embargo, i...
- Autores:
-
Arrieta Burgos, Andrés
Cadavid Sierra, Francisco Javier
Amell Arrieta, Andrés Adolfo
- Tipo de recurso:
- Article of investigation
- Fecha de publicación:
- 2011
- Institución:
- Universidad de Antioquia
- Repositorio:
- Repositorio UdeA
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/26617
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10495/26617
- Palabra clave:
- Transmisión del calor
Heat - Transmission
Métodos de simulación
Simulation methods
Modelos matemáticos
Mathematical models
Hornos de combustión
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- openAccess
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Numerical simulation of combustion furnaces equipped with radiant wall burners Simulação numérica de fornos de combustão equipados com queimadores radiantes |
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RESUMEN: Las simulaciones de hornos de combustión equipados con quemadores radiantes habitualmente se realizan asumiendo una combustión completamente desarrollada en las copas de los quemadores. Este supuesto minimiza el costo computacional ocasionado al simular cientos de quemadores, sin embargo, implica simular un horno donde no se modela el desarrollo de las reacciones de combustión y no se considera la interacción de la geometría de los quemadores en los perfiles de flujo y temperatura al interior de la cámara de combustión. Este trabajo procura soportar la simplificación anterior midiendo el impacto frente a una metodología que permite aproximar el funcionamiento del horno, operando con cientos de quemadores y modelando la combustión. Los resultados obtenidos muestran que las simulaciones difieren en las temperaturas de pared, potencia que llega a la carga y eficiencia de la cámara de combustión en: 1 K, 0,07 MW y 0,3%. |
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Arrieta Burgos, AndrésCadavid Sierra, Francisco JavierAmell Arrieta, Andrés Adolfo2022-03-15T16:23:45Z2022-03-15T16:23:45Z20110123-2126http://hdl.handle.net/10495/266172011-2769RESUMEN: Las simulaciones de hornos de combustión equipados con quemadores radiantes habitualmente se realizan asumiendo una combustión completamente desarrollada en las copas de los quemadores. Este supuesto minimiza el costo computacional ocasionado al simular cientos de quemadores, sin embargo, implica simular un horno donde no se modela el desarrollo de las reacciones de combustión y no se considera la interacción de la geometría de los quemadores en los perfiles de flujo y temperatura al interior de la cámara de combustión. Este trabajo procura soportar la simplificación anterior midiendo el impacto frente a una metodología que permite aproximar el funcionamiento del horno, operando con cientos de quemadores y modelando la combustión. Los resultados obtenidos muestran que las simulaciones difieren en las temperaturas de pared, potencia que llega a la carga y eficiencia de la cámara de combustión en: 1 K, 0,07 MW y 0,3%.ABSTRACT: Simulations of combustion furnaces equipped with radiant burners are usually done assuming the presence of fully developed burning gases in the burners’ outlet. This assumption minimizes the computational cost of simulating hundreds of burners. However, it involves simulating a furnace where the development of combustion reactions is not taken into account, and the interaction of the geometry of the burners with the flow and temperature profiles inside the firebox is not considered. This work seeks to support the above simplification by comparing its impact to a methodology that gets closer to the actual operation of a furnace with hundreds of burners and makes it possible to model the combustion process. Results show that the simulations differ in wall temperatures, the power that reaches the load and the efficiency of firebox in: 1 K, 0.07 MW, and 0.3%.RESUMO: As simulações de fornos de combustão equipados com queimadores radiantes habitualmente são realizadas assumindo uma combustão desenvolvida nos vasos queimadores. Este suposto minimiza o custo computacional ocasionado ao simular centenas de queimadores; entretanto, implica simular um forno onde não é modelado desenvolvimento das reações de combustão e não se considera a interação da geometria dos queimadores nos perfis de fluxo e temperatura no interior da câmara de combustão. Este trabalho procura sustentar a simplificação anterior medindo o impacto ante uma metodologia que permite aproximar o funcionamento do forno, operando com centenas de queimadores e modelando a combustão. Os resultados obtidos mostram que as simulações diferem nas temperaturas de parede, potência que chega a carga e eficiência da câmara de combustão em: 1 K, 0,07 MW e 0,3%COL000246620application/pdfspaPontificia Universidad Javeriana, Facultad de ingenieríaCiencia y Tecnología del Gas y Uso Racional de la Energía (GASURE)Bogotá, Colombiainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1https://purl.org/redcol/resource_type/ARTArtículo de investigaciónhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Simulación numérica de hornos de combustión equipados con quemadores radiantesNumerical simulation of combustion furnaces equipped with radiant wall burnersSimulação numérica de fornos de combustão equipados com queimadores radiantesTransmisión del calorHeat - TransmissionMétodos de simulaciónSimulation methodsModelos matemáticosMathematical modelsHornos de combustiónIng. Univ.Ingeniería y Universidad928151ORIGINALCadavidFrancisco_2011_SimulacionNumericaHornos.pdfCadavidFrancisco_2011_SimulacionNumericaHornos.pdfArtículo de investigaciónapplication/pdf2209380http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/26617/1/CadavidFrancisco_2011_SimulacionNumericaHornos.pdf1a43904e198e1e00e9ce01d8444f0c36MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8927http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/26617/2/license_rdf1646d1f6b96dbbbc38035efc9239ac9cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/26617/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD5310495/26617oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/266172022-03-15 11:23:45.541Repositorio Institucional Universidad de Antioquiaandres.perez@udea.edu.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 |