Evaluación de las condiciones operativas de la tusa de maíz en un prototipo de gasificador bizona, empleando ansys cfd, con miras a su aprovechamiento como fuente de energía.

Este trabajo se desarrolla a partir de las herramientas de análisis que ofrece el análisis computacional fluido dinámico (CFD, por sus siglas en inglés), y en particular las que ofrece el software de simulación de ingeniería y diseño “ANSYS” versión 19, en el cual se realizaron múltiples simulaciones que replican los experimentos de gasificación realizados en el año 2019, en el proyecto “caracterización energética de los residuos de la agroindustria del maíz en un prototipo de gasificación multizona”, a través de una modelación en dos dimensiones del prototipo de gasificador bizona usado en este proyecto. Las simulaciones de las zonas de combustión y gasificación se hicieron de manera separada, dada la necesidad de realizar un análisis desde el punto de vista termo-energético en la zona de combustión y un análisis de composición para la zona de gasificación, para lo que se usaron los modelos de combustión no premezclada y de transporte de especies, respectivamente. Para realizar conclusiones sobre la composición de los gases producidos en la simulación respecto a los datos experimentales, se hizo un análisis comparativo del monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4), dada la importancia de estos componentes, en el uso de gas de síntesis como fuente de energía.TABLA DE ILUSTRACIONES VIIILISTA DE TABLAS IXRESUMEN XABSTRACT XI1. INTRODUCCIÓN2. OBJETIVOS2.1. OBJETIVO GENERAL2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS3. REVISIÓN DE LITERATURA3.1. PROCESO DE GASIFICACIÓN3.2. PRODUCTOS DE LA GASIFICACIÓN3.3. GASIFICACIÓN DE BIOMASA3.4. GASIFICADORES3.5. TUSA DE MAÍZ3.6. CARACTERIZACIÓN DE LA TUSA DE MAÍZ3.7. POTENCIAL EN EL DEPARTAMENTO DE CÓRDOBA3.8. ADELANTOS EN GASIFICACIÓN DE BIOMASA RESIDUAL3.9. ANTECEDENTES DE MODELACIÓN CFD EN PROCESOS DE GASIFICACIÓN3.10. DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL CFD3.11. ECUACIONES DE CONSERVACIÓN PARA LA GASIFICACIÓN3.12. PARÁMETROS DE LA SIMULACIÓN COMPUTACIONAL3.13. ECUACIONES DE TRANSFERENCIA4. MATERIALES Y MÉTODOS4.1. CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL4.2. PROTOTIPO DE GASIFICADOR BIZONA4.3. SIMULACIÓN COMPUTACIONAL CFD4.4. ANÁLISIS Y COMPARATIVA DE RESULTADOS5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN5.1. ZONA DE COMBUSTIÓN5.2. ZONA DE GASIFICACIÓN6. CONCLUSIONES7. RECOMENDACIONES8. BIBLIOGRAFÍAPregradoIngeniero(a) Mecánico(a)Trabajos de Investigación y/o Extensió

Evaluación de las condiciones operativas de la tusa de maíz en un prototipo de gasificador bizona, empleando ANSYS CFD, con miras a su aprovechamiento como fuente de energía

Este trabajo se desarrolla a partir de las herramientas de análisis que ofrece el análisis computacional fluido dinámico (CFD, por sus siglas en inglés), y en particular las que ofrece el software de simulación de ingeniería y diseño “ANSYS” versión 19, en el cual se realizaron múltiples simulaciones que replican los experimentos de gasificación realizados en el año 2019, en el proyecto “caracterización energética de los residuos de la agroindustria del maíz en un prototipo de gasificación multizona”, a través de una modelación en dos dimensiones del prototipo de gasificador bizona usado en este proyecto. Las simulaciones de las zonas de combustión y gasificación se hicieron de manera separada, dada la necesidad de realizar un análisis desde el punto de vista termo-energético en la zona de combustión y un análisis de composición para la zona de gasificación, para lo que se usaron los modelos de combustión no premezclada y de transporte de especies, respectivamente. Para realizar conclusiones sobre la composición de los gases producidos en la simulación respecto a los datos experimentales, se hizo un análisis comparativo del monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4), dada la importancia de estos componentes, en el uso de gas de síntesis como fuente de energía.TABLA DE ILUSTRACIONES .................................................................................................................................... viiiLISTA DE TABLAS .................................................................................................................................... ixRESUMEN ...................................................................................................................................xABSTRACT .............................................................................................................................. xi1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 12. OBJETIVOS ......................................................................................................... 32.1. OBJETIVO GENERAL .................................................................................................................................. 32.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................................ 33. REVISIÓN DE LITERATURA .............................................................................................................................. 43.1. PROCESO DE GASIFICACIÓN ................................................................................................................... 53.2. PRODUCTOS DE LA GASIFICACIÓN ........................................................................................................... 103.3. GASIFICACIÓN DE BIOMASA ....................................................................................................................... 113.4. GASIFICADORES ..................................................................................................................... 143.5. TUSA DE MAÍZ ................................................................................................................... 203.6. CARACTERIZACIÓN DE LA TUSA DE MAÍZ ............................................................................................ 233.7. POTENCIAL EN EL DEPARTAMENTO DE CÓRDOBA ........................................................................... 283.8. ADELANTOS EN GASIFICACIÓN DE BIOMASA RESIDUAL ................................................................. 293.9. ANTECEDENTES DE MODELACIÓN CFD EN PROCESOS DE GASIFICACIÓN ................................ 323.10. DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL CFD ................................................................................ 373.11. ECUACIONES DE CONSERVACIÓN PARA LA GASIFICACIÓN........................................................... 373.12. PARÁMETROS DE LA SIMULACIÓN COMPUTACIONAL ................................................................... 413.13. ECUACIONES DE TRANSFERENCIA ......................................................................................................... 434. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................................................................... 474.1. CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL. ................................................................................................. 474.2. PROTOTIPO DE GASIFICADOR BIZONA ............................................................................................ 504.3. SIMULACIÓN COMPUTACIONAL CFD ................................................................................................. 524.4. ANÁLISIS Y COMPARATIVA DE RESULTADOS ................................................................................ 655. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................................................................ 675.1. ZONA DE COMBUSTIÓN ................................................................................................................................ 695.2. ZONA DE GASIFICACIÓN ............................................................................................................................... 726. CONCLUSIONES ............................................................................................................ 787. RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 808. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................... 81PregradoIngeniero(a) Mecánico(a)Trabajos de Investigación y/o Extensió