INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL DEL COMPORTAMIENTO DE MEZCLAS DIÉSEL/BIODIESEL EN CÁMARA DE COMBUSTIÓN

Abstract

This titulation memory is associated to Fondef D091-1070 denominated “Análisis y generación de una base de datos de potencial energético y emisiones de contaminantes de biocombustibles de interés nacional” project. This work, revolves around as an answer to the necessity of detailed information about the systematization of the combustion process, chemical and energetic characterization that biofuels and fossil fuels produce. By using a steady source of emissions equipment called “camara de combustion controlada” “3CL”, biodiesel and diesel are tested in different volumetric proportions in order to determine the optimal equipment operation. Different emissions of product gases are presented for their following study, these are: O2%, CO2%, NOX, SO2 y CO. Equations are developed to get to know RAC, combustion performance and burn calculations, maximum theoretical percentages of combustion and reference gases for the calculation of gas dilution emissions and chamber energetic balance. In addition to that, a form and method of rehearsal that determines the specific heat of fuels, the technical characteristics of the instruments used in the chamber and laboratory along with some improvements and innovations in the oven equipment. A control volume is established for the energetic balance with an energetic entrance of fuel of 1.18 [kW] per fuel fluid optimization and the electric energy of 1.86 [kW] along with the energetic determination for the possible entrances of air heating and fuel. In the case of energy that comes out from the control volume, the most important are the isolation efficiency from the oven that gets to an 87% with a lost of 0.24 [kW], the lost of the combustions process of each rehearsal and the energy of combustion gasses when getting out of the control volume. The calculation of combustion performance in each rehearsal is carried out and an average of 83% for diesel base B0, a 66% for mixture B5, and a 65% for mixture B20 are obtained. Therefore, it is deduced that the mixtures have a lower average than the basic line.Esta memoria de titulación está asociada al proyecto FONDEF D091-1070 denominado “Análisis y generación de una base de datos de potencial energético y emisiones de contaminantes de biocombustibles de interés nacional”. Este proyecto espera informar detalladamente sobre el proceso de combustión, y la caracterización química y energética de las emisiones que los biocombustibles y combustibles fósiles producen. En este contexto el objetivo de la memoria es investigar experimentalmente el comportamiento de mezclas diésel/biodiesel en una cámara de combustión. Se utiliza un equipo como fuente fija de emisiones denominado cámara de combustión controlada de líquidos 3CL. Se ensayaron mezclas de diésel y biodiésel en diferentes proporciones volumétricas con el fin de determinar la óptima operación del equipo. Se presentan para su estudio las diferentes emisiones de gases como O2, CO2, NOX, SO2 y CO. Se desarrollan las ecuaciones para determinar la relación aire-combustible, el rendimiento de combustión y quemado, los porcentajes máximos teóricos de gases productos de combustión y los de referencia para el cálculo de emisiones por dilución de gases, y el balance energético de la cámara. Se presentan las características técnicas de los instrumentos utilizados en la cámara y en laboratorio, junto con algunas mejoras e innovaciones en el equipamiento. El balance energético establece una entrada de energía de combustible de 1.18 kW y de energía eléctrica de 1.86 kW, junto a la determinación de energías para posibles entradas de calefacción de aire y combustible. Las principales energías de salida del sistema son las de eficiencia de aislamiento del horno con un 87% (0.24 kW), las del proceso de combustión de cada ensayo y la de los gases de combustión. Se efectúa el cálculo de rendimiento de combustión en cada ensayo y se obtiene un promedio de 83% para diésel base B0, un 66% para mezcla B5, y un 65% para mezcla B20. Estos resultados señalan que las mezclas diésel/biodiesel tienen un rendimiento de combustión más bajo que el diésel A1.