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Validación de un Nuevo Método para el Monitoreo Continuo de la Eficiencia de Combustión de Antorchas

Autores: Tao, Chong; Chow, Jon; Sui, Lei; Wang, Anan; Bottino, Gerard; Evans, Peter; Newman, David; Venuturumilli, Raj; Lowe, Jon; Liekens, Johan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Validación de un Nuevo Método para el Monitoreo Continuo de la Eficiencia de Combustión de Antorchas


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Método
Eficiencia de combustión de antorchas
Eficiencia de destrucción y eliminación
Modelo paramétrico
CFD
Medidores de flujo ultrasónicos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se describe un nuevo método para calcular la eficiencia de combustión de antorchas (CE) y la eficiencia de destrucción y eliminación (DRE) utilizando un modelo paramétrico numérico. El método combina variables clave que afectan el rendimiento de la antorcha, incluyendo el valor calorífico neto del gas de ventilación de la antorcha (NHV), el diseño de la antorcha, la tasa de flujo, la velocidad de salida y la composición del gas inerte, junto con la influencia ambiental de la velocidad del viento cruzado. Cada efecto se caracteriza utilizando un modelo paramétrico derivado de datos de pruebas experimentales y dinámica de fluidos computacional (CFD). La inclusión de CFD permite que el modelo se extienda a condiciones de viento fuerte que no pueden ser controladas adecuadamente en pruebas empíricas, pero que representan algunas de las condiciones más desafiantes para mantener una buena combustión. Este nuevo método de modelo paramétrico (PMM) se acopla con medidores de flujo ultrasónicos de los cuales se puede derivar el peso molecular y el valor calorífico neto del gas de la antorcha utilizando la medición de la velocidad del sonido del gas de ventilación. Al hacerlo, este método proporciona una medida continua y confiable de la eficiencia de combustión de antorchas que puede implementarse a gran escala con mínimas actualizaciones de hardware. El sistema fue verificado utilizando un método de muestreo extractivo con pruebas realizadas en tres antorchas industriales a escala completa, incluyendo diseños de antorchas no asistidas, asistidas por presión de un solo brazo y asistidas por presión de múltiples brazos. Se llevaron a cabo un total de setenta puntos de prueba válidos con diferentes tasas de flujo y valores de calefacción del gas de la antorcha, cubriendo un rango de CE del 46 al 100%. La incertidumbre del método se evaluó utilizando tanto la propagación de errores tradicional como la metodología de Monte Carlo. Los resultados del nuevo método coinciden con el método extractivo dentro del 0.8% en la región de DRE >=98% donde se espera que las antorchas operen para limitar los impactos de la quema como fuente de metano como gas de efecto invernadero. El análisis de incertidumbre reveló que la discrepancia mayor de DRE para DRE.

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