Evaluación del bagazo de Lippia origanoides como combustible para sistemas de combustión de baja potencia

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dc.contributor.advisorChacón Velasco, Jorge Luis
dc.contributor.advisorRueda Ordóñez, Yesid Javier
dc.contributor.advisorFuentes Díaz, David Alfredo
dc.contributor.advisorMartínez Morales, Jairo René
dc.contributor.authorGarcía Sánchez, Gabriel Fernando
dc.contributor.evaluatorAmaris Castilla, Carlos Fidel
dc.contributor.evaluatorPatiño Vilas, David
dc.contributor.evaluatorLapuerta Amigo, Magín
dc.contributor.evaluatorMartínez, Manuel del Jesús
dc.contributor.evaluatorChávez Guerrero, Arlex
dc.date.accessioned2023-03-16T13:48:55Z
dc.date.available2023-03-16T13:48:55Z
dc.date.created2023-03-06
dc.date.issued2023-03-06
dc.description.abstractLa combustión es el proceso más utilizado para generar energía a partir de la biomasa, pese a que es un proceso muy antiguo todavía hay retos por superar en materia de eficiencia y falta de conocimiento de las propiedades de potenciales combustibles. En el presente trabajo se reporta la caracterización del bagazo de Lippia origanoides, proveniente del proceso de extracción de aceites esenciales, y el desarrollo de un modelo CFD bidimensional para el estudio de su desempeño en la combustión. El trabajo inicia con una completa revisión del estado del arte sobre el modelado de la combustión de biomasa sólida, continúa con la determinación de las propiedades de la biomasa mencionada y finaliza con la descripción, validación y aplicación del modelo CFD de combustión. Se estudiaron tres tipos muestras de la biomasa: tallos, hojas y mezcla de hojas y tallos; a las cuales se les determinaron sus composiciones elemental y próxima, densidad, poder calorífico y curvas termogravimétricas en atmósferas inerte y oxidante. A partir de los análisis termogravimétricos se determinaron indicadores del desempeño de la combustión y se realizó un estudio cinético de la descomposición térmica y oxidación por medio de los modelos de Friedman, Kissinger y reacciones paralelas independientes. El modelo CFD de la combustión fue implementado en OpenFOAM, validado con datos experimentales tomados en dos tipos de quemadores alimentados con tres tipos de biomasa y posteriormente utilizado para estudiar el proceso con bagazo de Lippia origanoides como combustible. Tanto los modelos cinéticos como el de combustión global lograron resultados acordes con las mediciones experimentales, con desviaciones inferiores al 5% y 13% respectivamente, salvo contadas excepciones. Se encontró que las muestras de tallos presentan propiedades y desempeño similares a otras biomasas utilizadas como combustibles sólidos, mientras que la presencia de hojas causa una disminución en la eficiencia del proceso.
dc.description.abstractenglishCombustion is the most widely used process to generate energy from biomass, although this is a very old process, there are still challenges to overcome in terms of efficiency and lack of knowledge of the properties of potential fuels. This work reports the characterization of Lippia origanoides bagasse from the essential oil extraction process and the development of a bidimensional CFD model to study its combustion performance. The document begins with a complete review of the literature about solid biomass combustion modeling, continues with the determination of the properties of the mentioned biomass and ends with the description, validation and application of the CFD combustion model. Three kinds of biomass samples were studied: stems, leaves and a mixture of stems and leaves, to which their elemental and proximate compositions, density, heating value and thermogravimetric curves in oxidant and inert atmospheres were determined. From the thermogravimetric analyses, some combustion performance parameters were calculated and a kinetic study of the thermal decomposition was carried out using the Friedman, Kissinger and independent parallel reaction schemes. The CFD model was implemented in OpenFOAM, validated against experimental data taken from two types of combustors fueled by three kinds of biomasses, and later used to study the process with Lippia origanoides as fuel. The results of both the kinetic and comprehensive combustion models showed good agreement with the experimental measurements, with deviations of less than 5% and 13% respectively, with few exceptions. It was found that the stem samples show similar properties and performance to other biomasses used as solid fuels, while the presence of leaves causes a decrease in the efficiency of the process.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001500508
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Ingeniería Mecánica
dc.description.googlescholarhttps://scholar.google.es/citations?hl=es&user=G3up1t8AAAAJ
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8207-4713
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/20.500.14071/12599
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programDoctorado 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.subjectCombustión
dc.subjectBiomasa residual
dc.subjectCinética
dc.subjectDinámica de fluidos computacional
dc.subjectOpenFOAM
dc.subject.keywordCombustion
dc.subject.keywordResidual Biomass
dc.subject.keywordKinetics
dc.subject.keywordComputational Fluid Dynamics
dc.subject.keywordOpenFOAM
dc.titleEvaluación del bagazo de Lippia origanoides como combustible para sistemas de combustión de baja potencia
dc.title.englishEvaluation of Lippia origanoides Bagasse as Fuel for Low-Power Combustion Systems
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db07
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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