Análisis de un sistema de control de temperatura y modulación de un quemador de difusión forzado acústicamente

Abstract

El presente trabajo se enmarca en la continuación de los estudios de caracterización de llamas de difusión laminar axisimétricas, generadas en quemadores del tipo Gülder cuyo análisis ha sido el eje central del trabajo realizado en los últimos años por el equipo de investigación EC2G del Departamento de Industrias de la Universidad Técnica Federico Santa María. De esta manera, el presente trabajo viene a contribuir a la línea de investigación desarrollada por el equipo, a través del diseño, fabricación y caracterización de un nuevo tipo de quemador que permita forzar y modular acústicamente la inyección de combustible, generando de esta manera una intermitencia controlada en la llama de difusión. Es parte integral del trabajo, el diseño y control de un sistema formado por heaters calefactores que permitan acondicionar y mantener la temperatura del sistema y en particular de combustibles líquidos en fase vapor. Todo esto en beneficio de la estabilidad de la llama. El diseño del sistema de forzamiento acústico requirió la instalación de un parlante en una cámara previa al quemador, donde la membrana del parlante actúa directamente sobre el flujo de combustible, induciendo variaciones de presión sobre el gas, lo que se traduce en una intermitencia a la salida del quemador. Como primer desafío se requirió modificar el sistema acústico instalado en el laboratorio, ya que impedía la reproducción de señales de baja frecuencia. La solución propuesta considera la reproducción de señales de audio generadas mediante un código de programación en Matlab y conectadas directamente al parlante del computador. Esta solución permitió mejorar fuertemente la calidad de la señal reproducida en el parlante evitando la adición de cualquier ruido sobre la señal transmitida. El sistema de control de temperatura se desarrolló para controlar los calentadores (heaters) instalados en el quemado. El desarrollo contempló configurar el algoritmo de control ON/OFF en los controladores, indicando los elementos necesarios para su construcción y la elaboración de(...).