Un Modelo Suplementario del Mecanismo de Transferencia de Calor en un Horno de Gas Doméstico: Un Enfoque de Simulación Numérica para Llamas Premezcladas
Autores: Hincapié, Fredy F.; García, Manuel J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Modelo Suplementario del Mecanismo de Transferencia de Calor en un Horno de Gas Doméstico: Un Enfoque de Simulación Numérica para Llamas Premezcladas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Modelo analítico innovador
Velocidades de llama
Temperaturas
Quemador de premix
Simulación de transferencia de calor
Liberación de energía termoquímica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un modelo analítico innovador para calcular las velocidades de llama y las temperaturas dentro de un quemador de mezcla previa en un horno de gas doméstico. Este modelo simplifica significativamente el proceso de simulación de transferencia de calor al simplificar el modelado de la liberación de energía termoquímica durante la combustión, reduciendo efectivamente la complejidad y el tiempo de cálculo. Las soluciones aceleradas son esenciales en las etapas iniciales de diseño al comparar el efecto de la variación de los parámetros del horno en el rendimiento general. La validación del modelo analítico propuesto involucró evaluaciones experimentales de la temperatura de la placa de fondo falso en un horno de gas natural. Los datos resultantes se compararon luego con simulaciones CFD realizadas utilizando el modelo propuesto. Los resultados revelaron una discrepancia marginal del 4% entre las mediciones experimentales y los resultados generados por el modelo. Las simulaciones se ejecutaron bajo diferentes condiciones, abarcando escenarios con y sin efectos de radiación. Esta exploración identificó la convección natural como el mecanismo de transferencia de calor predominante, con la radiación de calor contribuyendo solo modestamente al calentamiento de la placa de fondo falso. Entre sus ventajas, el modelo propuesto ofrece una notable reducción en la complejidad numérica del modelado del proceso de combustión. Además, su integración sencilla en simulaciones numéricas que involucran llamas premiscladas subraya su utilidad práctica y versatilidad en la evaluación del rendimiento del diseño en las primeras etapas del mismo. Modelos altamente precisos pueden reservarse para la validación de la configuración final del horno.
Descripción
Este documento presenta un modelo analítico innovador para calcular las velocidades de llama y las temperaturas dentro de un quemador de mezcla previa en un horno de gas doméstico. Este modelo simplifica significativamente el proceso de simulación de transferencia de calor al simplificar el modelado de la liberación de energía termoquímica durante la combustión, reduciendo efectivamente la complejidad y el tiempo de cálculo. Las soluciones aceleradas son esenciales en las etapas iniciales de diseño al comparar el efecto de la variación de los parámetros del horno en el rendimiento general. La validación del modelo analítico propuesto involucró evaluaciones experimentales de la temperatura de la placa de fondo falso en un horno de gas natural. Los datos resultantes se compararon luego con simulaciones CFD realizadas utilizando el modelo propuesto. Los resultados revelaron una discrepancia marginal del 4% entre las mediciones experimentales y los resultados generados por el modelo. Las simulaciones se ejecutaron bajo diferentes condiciones, abarcando escenarios con y sin efectos de radiación. Esta exploración identificó la convección natural como el mecanismo de transferencia de calor predominante, con la radiación de calor contribuyendo solo modestamente al calentamiento de la placa de fondo falso. Entre sus ventajas, el modelo propuesto ofrece una notable reducción en la complejidad numérica del modelado del proceso de combustión. Además, su integración sencilla en simulaciones numéricas que involucran llamas premiscladas subraya su utilidad práctica y versatilidad en la evaluación del rendimiento del diseño en las primeras etapas del mismo. Modelos altamente precisos pueden reservarse para la validación de la configuración final del horno.