Combustión de biomasa en la caldera doméstica de bobina helicoidal combinada con el enfoque de CFD de equilibrio/cinetica química
Autores: Wardach-wicicka, Izabela; Polesek-Karczewska, Sylwia; Karda, Dariusz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Combustión de biomasa en la caldera doméstica de bobina helicoidal combinada con el enfoque de CFD de equilibrio/cinetica química
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Cara
Biomasa
Combustión
Modelado
Emisiones
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Frente a las amenazas relacionadas con el suministro de energía y el cambio climático, el uso de biomasa está ganando importancia, particularmente en sistemas de energía distribuidos. La combustión de biomasa, incluyendo la biomasa residual, se considera una de las rutas para aumentar la participación de las energías renovables en la generación de energía. La modelización de las reacciones en fase gaseosa sigue siendo crucial para predecir el comportamiento de combustión de la biomasa y las emisiones de contaminantes. Sin embargo, su simulación se convierte en una tarea desafiante debido al costo computacional. Este artículo presenta un análisis numérico del proceso de combustión de una mezcla de gases liberada durante la descomposición de la biomasa en una caldera doméstica de tipo bobina de 25 kW. Se tomaron en consideración tres tipos de combustibles biogénicos. El trabajo tuvo como objetivo examinar las herramientas disponibles para modelar la quema de gases, por lo que la geometría del sistema se limitó únicamente al caso 2D. Se determinó y se implementó en Ansys la composición de equilibrio termodinámico del gas de pirólisis para simular el proceso. Los resultados computacionales mostraron el potencial de mecanismos de combustión detallados, pero reducidos, de mezclas para predecir las principales características del proceso. El mecanismo que involucra 85 reacciones resultó ser más confiable en comparación con el que comprende 77 reacciones, particularmente para volátiles con mayor contenido, al tiempo que ofrecía un tiempo de cálculo aceptable. Las características de combustión obtenidas para volátiles con menos y más están en buena concordancia con las condiciones de operación reales reportadas para la caldera.
Descripción
Frente a las amenazas relacionadas con el suministro de energía y el cambio climático, el uso de biomasa está ganando importancia, particularmente en sistemas de energía distribuidos. La combustión de biomasa, incluyendo la biomasa residual, se considera una de las rutas para aumentar la participación de las energías renovables en la generación de energía. La modelización de las reacciones en fase gaseosa sigue siendo crucial para predecir el comportamiento de combustión de la biomasa y las emisiones de contaminantes. Sin embargo, su simulación se convierte en una tarea desafiante debido al costo computacional. Este artículo presenta un análisis numérico del proceso de combustión de una mezcla de gases liberada durante la descomposición de la biomasa en una caldera doméstica de tipo bobina de 25 kW. Se tomaron en consideración tres tipos de combustibles biogénicos. El trabajo tuvo como objetivo examinar las herramientas disponibles para modelar la quema de gases, por lo que la geometría del sistema se limitó únicamente al caso 2D. Se determinó y se implementó en Ansys la composición de equilibrio termodinámico del gas de pirólisis para simular el proceso. Los resultados computacionales mostraron el potencial de mecanismos de combustión detallados, pero reducidos, de mezclas para predecir las principales características del proceso. El mecanismo que involucra 85 reacciones resultó ser más confiable en comparación con el que comprende 77 reacciones, particularmente para volátiles con mayor contenido, al tiempo que ofrecía un tiempo de cálculo aceptable. Las características de combustión obtenidas para volátiles con menos y más están en buena concordancia con las condiciones de operación reales reportadas para la caldera.