Fecha límite para el envío de resumenes: 21/Abril/2024

Método de diferencias finitas para determinar la composición del gas generado en un gasificador downdraft

Área temática: Tópicos de ingeniería mecánica. Métodos numéricos

Palabras clave: diferencias finitas, gasificación, gasificador downdraft

1               Resumen  

En este trabajo se desarrolló un modelo matemático predictivo para un gasificador de lecho fijo downdraft, flujos en paralelo y aire como agente de gasificación. Dicho modelo permite predecir los perfiles de temperatura y la composición química del gas obtenido mediante el proceso de gasificación para residuos de madera de Algarrobo a través del control de las variables que intervienen en el proceso y el cálculo de los de los parámetros de operación y los procesos termoquímicos presentes en el interior de un gasificador downdraft.

El modelo presentado se fundamenta en el planteamiento de las ecuaciones de balance de masa, de energía y de especies para un sistema heterogéneo de dos fases (fase sólida y fase gaseosa), en el que no se tienen en cuenta gradientes ni de concentración ni de temperatura en el interior de la fase sólida. Las cinéticas de las reacciones que ocurren dentro del equipo se extraen de estudios experimentales previos realizados por otros autores. Está basado en las características termofísicas de la biomasa y las leyes aerodinámicas utilizando para ello un modelo de sistema de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. 

Se utilizó el método de volumen de control y la solución se generó utilizando el método numérico que más se ajusta que son los elementos finitos y dentro de estos el método de Diferencias Finitas.

Se tuvieron en cuenta una serie de consideraciones de la gasificación, llegando a una forma discretizada de las ecuaciones diferenciales. Para esto no se requiere conocer previamente las ecuaciones diferenciales que se aplican en cada volumen de control, siendo así que este modelo responde a una primera aproximación al proceso estudiado para un sistema estacionario. 

 

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