Thesis
OPTIMIZACIÓN REMOTA DE LOS PROCESOS DE COMBUSTIÓN MEDIANTE ANÁLISIS DE LA EMISIÓN ESPONTÁNEA DE RADICALES LIBRES

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Date
2016
Authors
QUIROZ NAKAI, ISAMU ALEXIS
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Abstract
En el presente estudio el objetivo principal es optimizar el proceso de combustión mediante el análisis de la emisión espontánea de radicales CH* en llamas de difusión normal de etileno. Para el estudio se generó una llama con un flujo de etileno de 190 scc/min, de O2 de 20 l/min y de N2 de 75,2 l/min, estando en el Smoke Point y replicando condiciones ambientales para el aire. La altura de la llama se midió mediante la emisión espontánea de radicales CH* y se obtuvo una altura de llama 54,57 mm. La radiación se obtuvo mediante medición con el radiómetro, y para calcular la emisión total de la llama, se calculó el factor de forma entre la llama y el radiómetro, discretizando ambas superficies en superficies infinitesimales para tener una mejor aproximación y para replicar la zona comprendida por la llama en la imagen de CH* obtenida con la cámara. Así se hizo posible comparar estas dos variables, intensidad de CH* y radiación, llevándolas a un campo equiparado, resultando finalmente una relación lineal. Esta relación se verificó mediante una validación local a distintas alturas de la llama, en donde se pudo apreciar el comportamiento similar de la intensidad de CH* y radiación, hasta llegar a los puntos máximos respectivos (35 y 40 mm respectivamente), para luego diferir un poco su comportamiento en lo que restaba de altura, pero siguiendo aún así un patrón similar, ya que ambas se modelan perfectamente con una aproximación Gaussiana. Otra forma de verificación fue mediante una validación integrada, en donde se relacionó la cantidad de pixeles que tenían en común ambas variables dentro de intervalos regulares de amplitud 0,1 en valores 0 a 1, resultando una gráfica con tendencia a la linealidad. Por lo que una vez comprobado con ambas validaciones, se pudo concluir que el CH* es un buen indicador para la radiación.
In the present study the main objective is to optimize the combustion process by analyzing the spontaneous emission of CH * radicals in ethylene normal diffusion flames. For the study the flame was generated with an ethylene flow of 190 scc/min, 20 l/min of O2 and 75.2 l/min of N2, being in the Smoke Point and replicating environmental conditions for the air. Flame height was measured by the spontaneous emission of CH* radicals and was obtained a flame height of 54.57 mm. Radiation was obtained by measuring with the radiometer, and to calculate the total emission of the flame, the view factor was calculated between the flame and the radiometer, discretizing both surfaces on infinitesimal surfaces to have a better approximation and to replicate the area comprised by the flame in the CH* image obtained with the camera. Thus it became possible to compare these two variables, intensity of CH* and radiation, taking them to a matched field, finally resulting in a linear relationship. This relationship was verified by local validation at different heights of the flame, where CH* intensity and radiation had a similar behavior and it could be appreciated until reaching the respective maximum points (35 and 40 mm respectively), and then differing a little their behavior in the remained height, but still following a similar pattern, since both are modeled perfectly with a Gaussian approximation. Another form of verification was through an integrated validation, where the number of pixels that both variables had in common within regular intervals of amplitude 0,1 in values 0 to 1 was related, resulting in a graph with tendency towards linearity. Therefore, once verified with both validations, it was possible to conclude that the CH* is a good indicator for the radiation.
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Catalogado desde la version PDF de la tesis.
Keywords
COMBUSTION , EMISION ESPONTANEA , RADICALES LIBRES
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