Determinación de la velocidad de combustión laminar de llamas de metano/aire en ambientes subatómicos
Fecha
2021-07-23Autor
Cardona Vargas, Arley Johany
Arrieta Gonzáles, Carlos Ernesto
Yepes Tumay, Hernando Alexander
Echeverri Uribe, Camilo
Amell Arrieta, Andrés Adolfo
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
La demanda energética global potencia los beneficios ambientales y operacionales del gas natural como alternativa energética, debido a su composición, principalmente metano (CH4), presenta bajas emisiones contaminantes y beneficios en los sistemas energéticos y de combustión. En el presente trabajo se determinó numérica y experimentalmente la velocidad de combustión laminar del metano a dos condiciones de presión, 0,85 atm y 0,98 atm, correspondientes a la ciudad de Medellín y Caucasia, respectivamente, ubicadas en Colombia. Las condiciones ambientales fueron 0,85 atm, 0,98 atm y 295±1 K. Se realizaron simulaciones y mediciones experimentales para diferentes relaciones de equivalencia. Las velocidades de combustión laminar experimentales se determinaron mediante el método del quemador y la técnica de quimioluminiscencia espontánea, las llamas se generaron utilizando quemadores con puertos rectangulares contorneados para mantener números de Reynolds laminares para las relaciones de equivalencia en estudio y para reducir los efectos de estiramiento y curvatura en la dirección del eje del quemador. En general, la velocidad de combustión laminar se ajusta bien a los resultados numéricos. Con los resultados obtenidos, se propone una correlación que relaciona la velocidad de combustión laminar con los efectos de la presión, en la forma SL=aPb, donde a y b son constantes del modelo. Se realizó un análisis de sensibilidad mediante el mecanismo GRI-Mech 3.0, que mostró que la reacción más sensible fue H+O₂=O+OH (R₃₄). Además, se encontró que las reacciones H+CH₃ (+M)=CH₃ (+M) (R₃₄), 2CH₃ (+M)=C₂H₂+M) (R₃₄) y O+CH₃=H+CH₂O (R₃₄) predominan en el consumo de CH₃, un radical importante en la oxidación del metano. Este análisis se realizó para relaciones de equivalencia de 0,8 y 1,0, y presiones atmosféricas de 0,85 atm y 0,98 atm.
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