Modelo numérico simple de la combustión de un tronco de madera cilíndrico.

Abstract

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