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Comparación de la temperatura, radiación y distribución del flujo de calor de una llama de hidrógeno y una llama de metano en un horno de crisol utilizando simulación numérica

Autores: Mages, Alexander; Sauer, Alexander

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Comparación de la temperatura, radiación y distribución del flujo de calor de una llama de hidrógeno y una llama de metano en un horno de crisol utilizando simulación numérica


Categoría

Energía

Subcategoría

Energías renovables

Palabras clave

Tecnologías sostenibles
Objetivos de reducción de emisiones de CO2
Hidrógeno
Horno de crisol alimentado por llama de metano
Simulaciones de dinámica de fluidos computacional
Tasa de utilización de combustible

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las tecnologías sostenibles para reemplazar las soluciones fósiles actuales son esenciales para cumplir con los objetivos futuros de reducción de emisiones de CO2. Por lo tanto, este documento compara los indicadores clave de rendimiento de un horno de crisol alimentado por llama de hidrógeno y otro de metano, utilizando simulaciones de dinámica de fluidos computacional a potencias de disparo idénticas, con el objetivo de descarbonizar completamente el proceso. Se utilizaron modelos numéricos validados de la literatura para comparar temperaturas, campos de radiación, parámetros de radiación y características de transferencia de calor. Como resultado, observamos temperaturas de combustión más altas y una tasa de utilización de combustible un 19.0% mayor en el caso del hidrógeno, lo que indica modos de operación más eficientes, que podrían estar relacionados con el aumento del flujo de calor radiante y los rangos de temperatura superiores a 1750 K. Además, se pudo determinar una mayor dispersión de la distribución del flujo de calor en la superficie del crisol, lo que indica temperaturas de baño de fusión más desiguales. Investigaciones futuras podrían centrarse en cuantificar el consumo total de combustible requerido para el calentamiento del horno, para lo cual se podría desarrollar un modelo numérico transitorio.

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