Abstract

RENTERIA PELAEZ, Jorge Luis; CARDONA SEPULVEDA, Luis Fernando  and  HERRERA MUNERA, Bernardo Argemiro. Efecto del ángulo del quemador en la transferencia de calor de un horno de fritas. Rev.fac.ing.univ. Antioquia [online]. 2021, n.100, pp.21-34.  Epub June 23, 2021. ISSN 0120-6230.  https://doi.org/10.17533/udea.redin.20210216.

En esta investigación se realizó un análisis numérico del efecto del grado de incidencia del quemador en la trasferencia de calor de un horno de fusión de fritas a escala industrial, el cual emplea un quemador de oxicombustión de gas natural de llama plana. Se evaluó el rendimiento térmico del horno prediciendo las distribuciones de temperatura, la recirculación de los gases de combustión y el flujo de calor hacia la carga, con configuraciones geométricas del quemador a 0°, 3,5°, 7°con respecto a la horizontal. Las simulaciones fueron llevadas a cabo utilizando el software ANSYS® Fluent. Se utilizó el modelo SFM, el modelo k-epsilon realizable y el modelo de ordenadas discretas para simular la combustión, la turbulencia y la radiación, respectivamente. Se empleó modelo WSGGM para el coeficiente de absorción de las especies de combustión. Se observó que la temperatura del horno estimada a través de las simulaciones es similar a la determinada en el proceso real. Adicionalmente, las simulaciones mostraron que para el ángulo de 7°, la llama choca contra la frita, lo cual podría generar deposición de partículas de frita en las paredes internas del horno, afectando la emisividad del material refractario. El ángulo de 3,5 grados mostró una mejor distribución de uniformidad del flujo de calor hacia la frita y de la taza de recirculación en comparación con el quemador ubicado a 0° y 7°.

Keywords : Simulación CFD; horno de fusión; oxicombustión; transferencia de calor; tasa de recirculación.

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