Estudio numérico de la estructura de llama de premezcla y extinción de llama de combustibles gaseosos

Abstract

En Colombia se utilizan diversos gases combustibles para suplir la demanda energética del mercado, los GLP, los Gases Naturales y el biogás son los principales gases utilizados para la generación de energía eléctrica, en sistemas combustibles industriales, sistemas de cocción y sistemas térmicos. La oferta de este energético proviene en el país de los GLP de las refinerías de Barrancabermeja y Cartagena, los GLP de los pozos Apiay y Cusiana y los gases naturales de las cuencas Caguán- Putumayo, Catatumbo, Cordillera Oriental, La Guajira, Llanos Orientales, Valle Inferior del Magdalena y Valle Medio del Magdalena; mientras que el biogás es producido a partir de diferentes fuentes orgánicas como desechos urbanos y/o residuos de cultivos.

La distribución y venta de los gases combustibles se hace a través de ductos y cilindros. La geografía influye directamente en la repartición del energético, siendo los puntos de venta principales las grandes urbes y los centros poblados de mayor cercanía a los puntos productores y/o de tratamiento.

Los GLP se componen principalmente de propano y butano, y no hay diferencias considerables entre las composiciones de los cuatro gases estudiados. Ahora, las composiciones de los gases naturales si difieren significativamente y dichas combinaciones diferentes influyen en los estudios de estructura y estabilidad de llama. Por otro lado, se asume una composición genérica para el biogás de 60% CH4 y 40% CO2.

En este trabajo de grado se realizaron los balances estequiométricos para cada gas combustible y se sometieron a la simulación bajo el modelo de llama opuesta en el software de cinética química CHEMKIN PRO. A partir de estas simulaciones se obtuvieron los resultados de tasa de liberación de calor, perfiles de temperatura, formación y extinción de especies químicas y, límites de estabilidad y extinción de llama.