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Título : Modelación CFD de un reactor de pirolisis descendente en forma de V
Autor : Castro Bravo, Ángel Alejandro
Director(es): Cepeda Godoy, Carlos Ramiro
Tribunal (Tesis): Calderón Tapia, Cristina Gabriela
Palabras claves : DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL;PIRÓLISIS;COMBUSTIÓN;REACTOR;BIOMASA
Fecha de publicación : 3-jun-2024
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Castro Bravo, Ángel Alejandro. (2024). Modelación CFD de un reactor de pirolisis descendente en forma de V. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFC;96T01018
Abstract : The growth of environmental problems due to greenhouse gas emissions, as a consequence of the excessive use of fossil fuels such as coal and oil, makes it necessary to change the energy structure. It is essential to replace these fuels with sustainable resources and to study the equipment responsible for transforming the raw material. The objective of this work is to model a pyrolysis reactor using computational fluid dynamics techniques. The CAD design, as well as the entire simulation, was carried out in ANSYS fluent software. This software used numerical methods for the analysis of complex flow and heat transfer characteristics. Subsequently, geometry meshing was performed, aiming for a fine mesh level. In addition, the boundary conditions were specified, as well as all the characteristics of the fluid and inlet flows. The type of reaction was also defined, and finally, the results were obtained. Through simulation, characteristics such as pressure, temperature, mass fractions, velocity and flows were analyzed, and problem areas within the equipment were identified, allowing to take measures to improve its operation and performance. This information was crucial to make adjustments and optimizations in the design of the equipment, ensuring a more efficient and effective operation. In conclusion, the use of fuels such as petroleum had a direct impact on environmental pollution and caused significant damage to the plan, so a new fuel source based on biomass was proposed, which after passing through a pyrolysis reactor resulted in the production of combustion gases or by-products such as biochar. Also, the equipment was analyzed to identify areas of improvement and to optimize its performance and operation.
Resumen : El crecimiento de los problemas ambientales debido a las emisiones de gases de efecto invernadero, en consecuencia, del uso excesivo de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo, es necesario un cambio en la estructura energética. Es fundamental sustituir estos combustibles por recursos sostenibles y estudiar los equipos responsables de transformar la materia prima, el objetivo del presente trabajo es modelar mediante técnicas de dinámica de fluidos computación un reactor de pirolisis. El diseño CAD, así como toda la simulación, fueron realizados en el software ANSYS fluent. Este software utilizo métodos numéricos para el análisis de características complejas de flujo y transferencia de calor. Posterior, se realizó el mallado de geometría, procurando un nivel de malla fino. Además, se especificaron las condiciones de frontera, así como todas las características del fluido y los flujos de entrada. También se definió el tipo de reacción, y finalmente, se obtuvieron los resultados. A través de la simulación, se analizaron características como la presión, temperatura, las fracciones másicas, la velocidad y los flujos, además se identificaron zonas problemáticas dentro del equipo, lo que permite tomar medadas para mejorar su funcionamiento y rendimiento. Esta información fue crucial para realizar ajustes y optimizaciones en el diseño del equipo, asegurando una operación más eficiente y efectiva. En conclusión, el uso de combustibles como el petróleo tuvo un impacto directo en la contaminación ambiental y daños significativos al planea, por ello se propuso una nueva fuente de combustible basada en la biomasa, luego de pasar por un reactor de pirolisis se tuvo como resultado la producción de gases de combustión y subproductos como el biochar. Asimismo, se analizó el equipo para identificar áreas de mejora y optimizar su rendimiento y funcionamiento.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/22812
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