Simulación en CFD tridimensional de una cámara de gases de quemador de biomasa en OpenFOAM

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dc.contributor.advisorJaramillo Ibarra, Julián Ernesto
dc.contributor.authorGómez Sepúlveda, Óscar Alfonso
dc.contributor.evaluatorChaves Guerrero, Árlex
dc.contributor.evaluatorChacón Velasco, Jorge Luis
dc.date.accessioned2022-04-19T19:18:29Z
dc.date.available2022-04-19T19:18:29Z
dc.date.created2022-03-31
dc.date.issued2022-03-31
dc.description.abstractLa crisis climática global ha afectado los diferentes aspectos de la vida humana, y en el afán de revertir los efectos generados se busca optimizar y mejorar los equipos y plantas que producen altas emisiones de CO2 siendo posible alcanzarlo mediante las simulaciones numéricas. Dentro de estos equipos se encuentran las cámaras de combustión de biomasa. El objetivo de esta investigación es visualizar el comportamiento térmico de una cámara de gases que se usa en el proceso de obtención de extractos vegetales. La simulación se lleva a cabo con OpenFOAM teniendo en cuenta la conservación de la energía, la turbulencia y la radiación, para efectos de la simulación se omite la combustión y se reemplaza por generación de calor. Dentro de los resultados se analizan las líneas de corriente generadas por los flujos primario y secundario con el objetivo de visualizar si éstos generan el efecto esperado y se aprovecha la energía al máximo. La inclusión de la radiación, busca comparar su influencia y además simplificar los tiempos computacionales para realizar análisis de la malla. Se realiza un análisis con geometrías simplificadas y con datos experimentales para corroborar la selección de los modelos a utilizar y se obtiene que para la turbulencia el adecuado es el k-w estándar. Como medio de verificación, se realiza un balance de energía general y se compara con los resultados del análisis numérico, donde el error es del 1.67 % lo que se considera aceptable. A partir del planteamiento de opciones de mejoras se encontró que con la implementación de aletas se puede incrementar la transferencia de calor hasta en un 7.3 %.
dc.description.abstractenglishThe global climate crisis has affected different aspects of human life, and in an effort to reverse the effects generated, we seek to optimize and improve the equipment and plants that produce high emissions of CO2, being possible to achieve this through numerical simulations. These equipments include biomass combustion chambers. The objective of this research is to visualize the thermal behavior of a gas chamber that is used in the process of obtaining vegetables extracts. The simulation is carried out with OpenFOAM taking into account the conservation of energy, turbulence and radiation, for the purposes of the simulation, combustion is omitted and replaced by heat generation. Within the results, the streamlines generated by the primary and secondary flows are analyzed in order to visualize whether they generate the expected effect and the energy is used to the maximum. The inclusion of radiation seeks to compare its influence and also simplify the computational times to perform mesh analysis. An analysis is carried out with simplified geometries and with experimental data to corroborate the selection of the models to be used and it is obtained that for turbulence the appropriate one is the standard k-w. As a means of verification, a general energy balance is made and compared with the results of the numerical analysis, where the error is 1.67 %, which is considered acceptable. From the approach to improvement options, it was found that with the implementation of fins, heat transfer can be increased by up to 7.3 % .
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Mecánica
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10021
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectAnálisis CFD
dc.subjectbiomasa
dc.subjecttransferencia de calor
dc.subjectradiación
dc.subjectOpenFOAM
dc.subject.keywordCFD analysis
dc.subject.keywordbiomass
dc.subject.keywordheat transfer
dc.subject.keywordradiation
dc.subject.keywordOpenFOAM
dc.titleSimulación en CFD tridimensional de una cámara de gases de quemador de biomasa en OpenFOAM
dc.title.englishThree-dimensional CFD simulation of a biomass burner gas chamber in OpenFOAM
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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