Modelo numérico simple de la combustión de un rolo de madera.

  • German Navarrete Cereijo Universidad de la República. Facultad de Ingeniería. Instituto de Ingeniería Mecánica y producción Industrial. Uruguay.
  • Pedro Luis Curto-Risso, Dr. Universidad de la República. Facultad de Ingeniería. Instituto de Ingeniería Mecánica y producción Industrial. Uruguay. http://orcid.org/0000-0002-7331-8621

Resumen

Se presenta un modelo unidimensional para la combustión de un rolo cilíndrico de madera considerando volúmenes finitos en coordenadas radiales. El proceso es modelado por cuatro fenómenos: secado, pirólisis, combustión y gasificación. Los frentes de reacción avanzan hacia el centro del rolo determinando regiones de biomasa húmeda en proceso de secado, zonas de biomasa en ausencia de oxígeno donde predomina la pirólisis, zonas en presencia de oxígeno donde coexisten la combustión y gasificación del carbón y zona de combustión de gases. El avance de los frentes dependerá de las temperaturas de los diferentes volúmenes, de la concentración de los gases en la interfaz solido-gas, la porosidad, tortuosidad, conductividad de la biomasa y flujo de calor desde el entorno. Las reacciones de pirólisis, gasificación y combustión del carbón son modeladas a partir de ecuaciones de la forma de Arrhenius. Mediante este modelo, se pretende determinar, para rolos de madera de hasta 16 cm de diámetro, el grado de reacción de la madera, los gradientes de temperatura, flujos y concentración de los gases a través de las fronteras en función del tiempo y de las condiciones de borde.


Palabras Clave:


Combustión, Madera, Simulación Numérica, Biomasa, Energía, Lecho Fijo

Biografía del autor

German Navarrete Cereijo, Universidad de la República. Facultad de Ingeniería. Instituto de Ingeniería Mecánica y producción Industrial. Uruguay.

Ingeniero Industrial Mecánico por la Facultad de Ingeniería, Universidad de la República (UdelaR), Uruguay. Máster en Ingeniería Mecánica por la Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) y estudiante de Doctorado en Ingeniería de la Energía por la Facultad de Ingeniería (UdelaR). Se desempeña como Asistente en el Departamento de Termodinámica Aplicada del Instituto de Ingeniería Mecánica y Producción Industrial de la Facultad de Ingeniería, UdelaR. Su principal línea de investigación está centrada en el estudio de la combustión de biomasa, incluyendo caracterización de biomasa como combustible, desarrollo de modelos numéricos para la simulación de procesos de combustión aplicados a calefactores a leña residenciales de alta eficiencia y calderas industriales de lecho fijo y en suspensión. Actualmente trabaja en el desarrollo de un banco de ensayo de estufas a leña y pellets para la Facultad de Ingeniería, UdelaR.

Pedro Luis Curto-Risso, Dr., Universidad de la República. Facultad de Ingeniería. Instituto de Ingeniería Mecánica y producción Industrial. Uruguay.

Ingeniero Industrial Mecánico por la Facultad de Ingeniería, Universidad de la República (UdelaR), Uruguay. Doctorado por la Universidad de Salamanca. Profesor Agregado en el Departamento de Termodinámica Aplicada de la Facultad de Ingeniería (Universidad de la República).  Miembro del Sistema Nacional de Investigadores de la ANII (Uruguay), la Society of Automotive Engineers (SAE International) y del Combustion Institute. Su principal línea de investigación se centra en modelado termodinámico de sistemas de conversión de energía y combustión; ha trabajado en el desarrollo de modelos cuasi-dimensionales de motores de combustión interna, modelos numéricos de procesos físicos de combustión y aplicaciones numéricas de termodinámica aplicada y CFD. Actualmente trabaja en proyectos de acumulación de energía mediante bombas de calor, evaluación de eficiencia energética en edificaciones, evaluación de potencial energético de biomasa no tradicional, entre otros.

Publicado
2020-07-05
Como citar
NAVARRETE CEREIJO, German; CURTO-RISSO, Pedro Luis. Modelo numérico simple de la combustión de un rolo de madera.. ENERLAC. Revista de energía de Latinoamérica y el Caribe, [S.l.], v. 4, n. 1, p. 118-131, jul. 2020. ISSN 2631-2522. Disponible en: <http://enerlac.olade.org/index.php/ENERLAC/article/view/118>. Fecha de acceso: 04 ago. 2020