Colector de Hollín

Estudio de pérdidas de carga

Resumen

En este proyecto se ha realizado un estudio aerodinámico de un colector de hollín. El objetivo era evaluar la sobrepresión generada en la cámara de combustión como consecuencia de la pérdida de carga que genera en el tramo final de la chimenea de salida de gases. Debido al tiro natural de los gases de combustión, es necesario comprobar que este incremento de presión no supone un problema de operación.

A partir de condiciones de operación reales de salida de gases, se ha modelado el factor de pérdida de carga del colector. De este modo es posible evaluar la sobrepresión que se genera en el interior de la cámara de combustión, en distintos puntos de funcionamiento del quemador.

 

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Modelo 3D

Para estudiar la influencia del colector de hollín se ha modelado el tramo final de la chimenea de salida de gases. Este colector es un elemento que sirve para recolectar elementos sólidos provenientes de la combustión. Lo elementos sólidos, más pesados, chocan con el colector y caen por efecto de la gravedad por la parte inferior. Con ello, se reduce la contaminación proveniente de la combustión industrial.

Resultados

Los resultados obtenidos son los correspondientes a un punto de funcionamiento real del quemador. Las conclusiones obtenidas y el modelamiento del factor de pérdida de carga del colector, nos permite extrapolar estos resultados a distintos puntos de funcionamiento.

Solo Chimenea

En primer lugar, se ha modelado el comportamiento de la chimenea sin ningún elemento externo. Estos resultados sirven para comparar los resultados de la simulación con valores reales de salida de gases. Siempre es conveniente partir de un punto de funcionamiento real que nos sirva como referencia para validar las conclusiones provenientes de estudios CFD.

A continuación se muestran contornos de presión, velocidad y temperatura.

Solo Chimenea

En primer lugar, se ha modelado el comportamiento de la chimenea sin ningún elemento externo. Estos resultados sirven para comparar los resultados de la simulación con valores reales de salida de gases. Siempre es conveniente partir de un punto de funcionamiento real que nos sirva como referencia para validar las conclusiones provenientes de estudios CFD.

A continuación se muestran contornos de presión, velocidad y temperatura.

Con Colector de Hollín

A continuación, se ha simulado el efecto del colector de hollín. El objetivo era obtener el valor de sobrepresión generado como consecuencia de la pérdida de carga inducida por este elemento. Gracias a la obtención del factor de pérdida de carga, es posible obtener este valor de sobrepresión para distintos puntos de funcionamiento de la cámara de combustión.

Gracias a la simulación CFD es posible comprobar los efectos aerodinámicos que un elemento como el colector de hollín pueda ocasionar en la salida de gases. En concreto, validar que es posible añadir el colector sin afectar al caudal de salida de gases por convección natural.

Líneas de Corriente

Finalmente, se muestran las líneas de corriente entorno al colector de hollín. Gracias a la capacidad de visualizar el campo fluido, es posible entender a simple vista el efecto que elementos como el colector tienen sobre el comportamiento del aire. En este caso se ha simulado la chimenea sola y el colector con la salida inferior abierta.

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