Modelado de un Alto Horno con Principios de CFD y Termodinámica
Autores: Grejtak, Tomas; Wang, Sheldon; Shao, Jianguo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado de un Alto Horno con Principios de CFD y Termodinámica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Quemador de gas
Mezcla turbulenta
Llama de combustión
Energía cinética turbulenta
Flujos de masa
Principios termodinámicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, revisamos la mezcla turbulenta de gas y aire en un quemador de gas con modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD). La calidad de tal mezcla turbulenta se basa en las distribuciones de temperatura, presión y velocidad, así como en las distribuciones de diferentes moléculas, energía cinética turbulenta y tasa de disipación turbulenta. Para identificar una combinación precisa de una mezcla de gas y aire en un quemador de gas, que influye directamente en la calidad de la llama de combustión y reduce la cantidad de emisiones de monóxido de carbono en los gases de escape, se utilizan principios termodinámicos basados en la relación de equilibrio de pesos moleculares y la relación de equilibrio de flujos másicos entre el gas y el aire. Además, los parámetros de entrada, como las tasas de flujo volumétrico, presión, relación de masa, temperatura, energía cinética turbulenta y tasa de disipación turbulenta, se eligen cuidadosamente con condiciones de contorno adecuadas para modelos bidimensionales y tridimensionales axisimétricos. Se confirma que la efectividad de la mezcla de gas y aire y la combustión dependen del modelo del quemador de gas, más específicamente, de los tamaños y ubicaciones de las entradas y salidas de gas y aire, así como de las condiciones de operación.
Descripción
En este artículo, revisamos la mezcla turbulenta de gas y aire en un quemador de gas con modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD). La calidad de tal mezcla turbulenta se basa en las distribuciones de temperatura, presión y velocidad, así como en las distribuciones de diferentes moléculas, energía cinética turbulenta y tasa de disipación turbulenta. Para identificar una combinación precisa de una mezcla de gas y aire en un quemador de gas, que influye directamente en la calidad de la llama de combustión y reduce la cantidad de emisiones de monóxido de carbono en los gases de escape, se utilizan principios termodinámicos basados en la relación de equilibrio de pesos moleculares y la relación de equilibrio de flujos másicos entre el gas y el aire. Además, los parámetros de entrada, como las tasas de flujo volumétrico, presión, relación de masa, temperatura, energía cinética turbulenta y tasa de disipación turbulenta, se eligen cuidadosamente con condiciones de contorno adecuadas para modelos bidimensionales y tridimensionales axisimétricos. Se confirma que la efectividad de la mezcla de gas y aire y la combustión dependen del modelo del quemador de gas, más específicamente, de los tamaños y ubicaciones de las entradas y salidas de gas y aire, así como de las condiciones de operación.