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
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
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.
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.