Diseño de un quemador de gas tipo venturi con una potencia de 20 KW para los Laboratorios de la Carrera de Ingeniería Mecánica
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Date
2021-04
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The methodology proposed for the design was software simulation using the finite
element method with Solid 185 type elements; in addition to techniques such as
observation and recording, for the design of the burner and annotation of the results of
the calculations; The project is also of a bibliographic type since the theoretical support
for the calculations is sought and it is descriptive because the efficiency of the burner
is detailed step by step. The design and simulation parameters were: power, pressures,
speeds, diameters and temperatures in order to verify the calculated results together
with those obtained by software.
Another objective was to obtain thermal losses by convection and radiation through
calculations and fundamental heat transfer equations that resulted in 0.073 kW;
Peripheral losses of 0.13.6 kW, frontal losses of 0.002 kW were also analyzed;
unburned losses of 0.7 kW; and other types of losses with a value of 8,795 kW; After
calculating the losses, it was determined that the useful energy of the burner
corresponds to 10,294 kW, which results in a thermal efficiency of 51.47 percent.
The burner accessories were selected from the catalog and the supports and the Venturi
were designed considering a material that performs with the thermal performance.
The data obtained from the simulation corroborates the calculated parameters and
provides a graphic idea of how the burner will operate under the proposed conditions.
Description
La metodología que se planteó para el diseño fue de simulación en software utilizando
el método de elementos finitos con elementos tipo Solid 185; además de técnicas como
la observación y fichaje, para el diseño del quemador y anotación de resultados de los
cálculos; el proyecto también es de tipo bibliográfico ya que se busca el sustento
teórico para los cálculos y es descriptivo debido a que se detalla la eficiencia del
quemador paso a paso. Los parámetros de diseño y simulación empleados fueron
potencias, presiones, velocidades, diámetros y temperaturas con la finalidad de
comprobar los resultados calculados junto con los obtenidos mediante software.
Otro objetivo fue la obtención de pérdidas térmicas por convección y radiación a
través de cálculos y ecuaciones fundamentales de transferencia de calor que dio como
resultado 0,073 kW; se analizaron también pérdidas periféricas de 0,13,6 kW, pérdidas
frontales de 0,002 kW; pérdidas por inquemados de 0,7 kW; y otro tipo de pérdidas
con un valor de 8,795 kW; luego del cálculo de las pérdidas se determinó que la energía
útil del quemador corresponde a 10,294 kW que da como resultado un rendimiento
térmico del 51,47 por ciento.
Se seleccionaron mediante catálogo los accesorios del quemador y se diseñaron los
soportes y el Venturi considerando un material que rinda con las prestaciones térmicas.
Los datos obtenidos de la simulación corroboran los parámetros calculados y brindan
una idea gráfica de cómo operará el quemador bajo las condiciones propuestas.
Keywords
EFECTO VENTURI, QUEMADOR DE GAS, QUEMADORES, INYECTOR, CÁMARA DE MEZCLA, COMBUSTIBLES, PODER CALORÍFICO, BIOGAS, GAS NATURAL