Co-combustión de corteza de coco y carbón bituminoso en una cámara de combustión dual: modelado computacional y validación experimental
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Resumen en español
Este documento presenta un modelo computacional (CFD) que describe la combustión de carbón bituminoso y dos mezclas con diferente porcentaje de cascara de coco en la cámara de combustión dual de 25kWh disponible en el laboratorio de conversión de energía de la Universidad de los Andes, así mismo, el modelo es validado experimentalmente. La simulación es ejecutada en el software ANSYS Fluent 2021 R1, usando el modelo RANS (Ecuaciones de Reynolds-averaged Navier-Stokes) para el flujo turbulento, FRED (Finite-Rate/Eddy-Dissipation) para la interacción entre la turbulencia y reacciones químicas, para la volatilización de las partículas un modelo de tasa simple para cada combustible, y DO (Discrete Ordinates) para simular la radiación. El carbón bituminoso fue mezclado con 10% y 20% (base másica) de cascara de coco usando la tecnología de co-combustión. En el documento se presenta el efecto del porcentaje de carbón sustituido por biomasa en los resultados de temperatura y óxido nitroso. Cerca del 30% de las emisiones de NO fueron reducidas con la mezcla 80% carbón bituminoso 20% cascara de coco. Además, no se presentaron variaciones significativas en los perfiles de temperatura entre las mezclas, sin embargo, comparando los resultados del modelo computacional con los experimentales, las temperaturas a la salida de la cámara de combustión presentaron una diferencia significativa.
Resumen en inglés
This document presents a computational model (CFD) that describes the combustion of bituminous coal and two mixtures with different percentage of coconut shell in a 25kWh dual combustion chamber. The model was experimentally validated. About 30% of NO emissions were reduced with the mixture of 80% bituminous coal 20% coconut shell. In addition, there were no significant variations in the temperature profiles between the mixtures. However, comparing the results of the computational model with the experimental ones, the temperatures at the exit of the combustion chamber presented a significant difference.