Simulador para la enseñanza de procesos de combustión y transferencia de calor en caldera pirotubular de cuatro pasos

Farias Fuente, Óscar y Mellado Lillo, Simón(2022) .Simulador para la enseñanza de procesos de combustión y transferencia de calor en caldera pirotubular de cuatro pasos. XV Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica.En: Universidad Politécnica de Madrid. (2022-11-22)

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Título de la Conferencia XV Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica
Fecha de inicio de la Conferencia 2022-11-22
Fecha fín de la Conferencia 2022-11-24
Lugar de la Conferencia Universidad Politécnica de Madrid
Fecha de presentación de la Ponencia 2022
Titulo Simulador para la enseñanza de procesos de combustión y transferencia de calor en caldera pirotubular de cuatro pasos
Autor(es) Farias Fuente, Óscar
Mellado Lillo, Simón
Materia(s) Ingeniería Mecánica
Resumen Estudios recientes muestran como el uso de plataformas interactivas y simuladores favorecen el proceso de aprendizaje de los estudiantes de ingeniería. El presente trabajo se enmarca en la enseñanza de asignaturas del área de termofluidos y se focaliza en el desarrollo de un simulador que emula la operación de una caldera pirotubular de 4 pasos, que genera vapor. El simulador incluye modelos para el proceso de combustión, entregando la opción de seleccionar diferentes tipos de combustibles, los procesos de transferencia de calor en el tubo hogar, así como la transferencia de calor en los tres pasos restantes. De esta forma, se obtienen las temperaturas del circuito de humos, el rendimiento térmico de la caldera y emisiones gaseosas generadas, para diferentes condiciones de regulación del exceso de aire. Dentro de los aspectos más novedosos, el simulador incluye la parametrización de emisividad de la llama en función de las fracciones volumétricas de hollín de los distintos combustibles, a partir de relaciones de emisividad vs la relación C/H. Se validaron los valores de emisividad a partir de resultados experimentales obtenidos de los trabajos anteriores, con la caldera operando con diésel. Las correlaciones de diferentes propiedades termofísicas y correlaciones semiempíricas se obtuvieron mediante la simulación en la plataforma EES, para luego implementarlas en los modelos del simulador.
Abstract Recent studies show how the use of interactive platforms and simulators favors the learning process of engineering students. The present work is part of the teaching of subjects in the area of thermofluids and focuses on the development of a simulator that emulates the operation of a 4-pass fire-tube boiler, which generates steam. The simulator includes models for the combustion process, providing the option of selecting different types of fuels, heat transfer processes in the hearth tube, as well as heat transfer in the remaining three steps. In this way, the temperatures of the flue gas circuit, the thermal performance of the boiler, and the gaseous emissions generated are obtained, for different conditions of regulation of excess air. Among the most innovative aspects, the simulator includes the parameterization of the emissivity of the flame based on the volumetric fractions of soot of the different fuels, based on emissivity ratios vs. the C/H ratio. The emissivity values were validated from the experimental results obtained from the previous works, with the boiler operating with diesel. The correlations of different thermophysical properties and semi-empirical correlations were obtained through simulation on the EES platform and then implemented in the simulator models.
Palabra clave simulador
combustible
caldera
transferencia de calor
emisividad de llama
Editor(es) Universidad Nacional de Educación a Distancia (España)
Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica
Fecha 2022
Formato application/ms-word
Identificador bibliuned:congresoCIBIM-2022UPMEspana-Ofarias
https://doi.org/10.5944/bicim2022.178
http://e-spacio.uned.es/fez/view/bibliuned:congresoCIBIM-2022UPMEspana-Ofarias
Idioma spa
Versión de la publicación publishedVersion
Nivel de acceso y licencia http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
info:eu-repo/semantics/openAccess
Tipo de recurso conferenceObject
Tipo de acceso Acceso abierto

 
Versiones
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Creado: Fri, 13 Jan 2023, 23:20:02 CET