Métodos analíticos transitorios y de estado cuasi-estable para simular un flujo de gas vertical en un vertedero con residuos sólidos municipales estratificados
Autores: Wu, Xun; Shi, Jianyong; Zhang, Tao; Li, Yuping; Shu, Shi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Métodos analíticos transitorios y de estado cuasi-estable para simular un flujo de gas vertical en un vertedero con residuos sólidos municipales estratificados
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Exploración
Presión de gas
Vertedero
Solución analítica
RSU
Estado cuasiestable
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La exploración de la presión del gas y su distribución en los vertederos es una preocupación principal para el diseño y la gestión de vertederos de residuos sólidos municipales (RSM). Se propuso un modelo analítico unidimensional para simular un flujo de gas vertical en un vertedero con RSM en capas. La solución analítica transitoria se obtuvo mediante el método de superposición y expansión de autofunciones y se verificó mediante una solución semi-analítica y una simulación numérica. Según los resultados de un análisis paramétrico mediante la solución analítica transitoria, un flujo de gas vertical en vertederos puede simplificarse a un flujo cuasiestacionario. Se propone una solución analítica cuasiestacionaria para simular un flujo de gas vertical en un vertedero con RSM en capas. La solución analítica cuasiestacionaria mostró una buena concordancia con la solución transitoria. Se consideraron tanto las variaciones temporales como espaciales de la tasa de generación de gas en los vertederos de RSM en los métodos analíticos transitorios y cuasiestacionarios. Una comparación entre la solución cuasiestacionaria propuesta y la solución estacionaria previamente descrita mostró que el uso de la tasa de generación de gas promedio o la tasa de generación de gas correspondiente a la edad promedio de la capa de RSM en la solución estacionaria resultó en un error en la estimación de la presión del gas en los vertederos. Las soluciones propuestas son fiables y pueden proporcionar una referencia para el diseño, la gestión y la posterior restauración de los vertederos.
Descripción
La exploración de la presión del gas y su distribución en los vertederos es una preocupación principal para el diseño y la gestión de vertederos de residuos sólidos municipales (RSM). Se propuso un modelo analítico unidimensional para simular un flujo de gas vertical en un vertedero con RSM en capas. La solución analítica transitoria se obtuvo mediante el método de superposición y expansión de autofunciones y se verificó mediante una solución semi-analítica y una simulación numérica. Según los resultados de un análisis paramétrico mediante la solución analítica transitoria, un flujo de gas vertical en vertederos puede simplificarse a un flujo cuasiestacionario. Se propone una solución analítica cuasiestacionaria para simular un flujo de gas vertical en un vertedero con RSM en capas. La solución analítica cuasiestacionaria mostró una buena concordancia con la solución transitoria. Se consideraron tanto las variaciones temporales como espaciales de la tasa de generación de gas en los vertederos de RSM en los métodos analíticos transitorios y cuasiestacionarios. Una comparación entre la solución cuasiestacionaria propuesta y la solución estacionaria previamente descrita mostró que el uso de la tasa de generación de gas promedio o la tasa de generación de gas correspondiente a la edad promedio de la capa de RSM en la solución estacionaria resultó en un error en la estimación de la presión del gas en los vertederos. Las soluciones propuestas son fiables y pueden proporcionar una referencia para el diseño, la gestión y la posterior restauración de los vertederos.