Estudio numérico del efecto de las variables de control en la autoignición del gas de síntesis en un motor HCCI estacionario para microgeneración

Autores/as

  • Andrés David Morales Rojas Institución Universitaria Pascual Bravo
  • Iván Darío Bedoya Caro Universidad de Antioquia

DOI:

https://doi.org/10.24054/rcta.v1i35.46

Palabras clave:

Gas de síntesis, motores HCCI, análisis numérico, cinética química, combustión avanzada

Resumen

Los motores HCCI han surgido como respuesta a las exigentes normas de regulación de emisiones contaminantes y a la inminente escasez de combustibles fósiles gracias a que combinan una baja emisión de contaminantes y una alta eficiencia térmica. Dado que la combustión HCCI depende en gran medida de la cinética química de la mezcla combustible-aire admitida, la cual a su vez depende de la composición, temperatura, presión y concentración de la mezcla; una buena aproximación del orden de magnitud de estas variables es indispensable para hacer un ajuste preliminar del sistema de control. En este estudio, se analizan los efectos de la variación en la composición del gas de síntesis, el dosado relativo y las condiciones de temperatura y presión en la admisión como parámetros de control de la autoignición en un motor estacionario para microgeneración; a través de un análisis numérico utilizando un modelo cero dimensional de una zona con cinética química detallada, empleando el programa CHEMKIN-PRO®. Los resultados muestran que la variación de la temperatura juega el papel predominante en determinar el inicio de la combustión. Las demás variables también juegan un papel importante pero su efecto es menor.

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Citas

Agency, I. E. (2018). Key world energy statistics. International Energy Agency Paris.

AB Niño (2018) Micro turbina Peltón, una solución real de energía para zonas no interconectadas (ZNI). Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, ISSN: 1692-7257

Bhaduri, S., Contino, F., Jeanmart, H., y Breuer, E. (2015). The effects of biomass syngas composition, moisture, tar loading and operating conditions on the combustion of a tar-tolerant HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) engine. Energy, 87, 289–302. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.04.076

Ciferno, J. P., y Marano, J. J. (2002). Benchmarking biomass gasification technologies for fuels, chemicals and hydrogen production. In US Department of Energy. National Energy. Retrieved from http://seca.doe.gov/technologies/coalpower/gasification/pubs/pdf/BMassGasFinal.pdf

Dec, J. E. (2009). Advanced compression-ignition engines - understanding the in-cylinder processes. Proceedings of the Combustion Institute, 32, 2727–2742. https://doi.org/10.1016/j.proci.2008.08.008

Escalante, H., Orduz, J., Zapata, H., Cardona, M. C., y Duarte, M. (2011). Atlas del potencial energético de la biomasa residual en Colombia. Anexo B: Muestreo y Caracterización de La Biomasa Residual En Colombia (Págs. 131-136). Colombia.

Esteve Gómez, N. (2011). Energización de las zonas no interconectadas a partir de las energías renovables solar y eólica. Facultad de Estudios Ambientales y Rurales.

Haggith, D. E. (2011). Combustion Phasing and Engine Performance of an HCCI Engine Utilizing Simulated Biomass Gas. University of Windsor.

Hagos, F. Y., Aziz, A. R. A., y Sulaiman, S. A. (2014). Trends of syngas as a fuel in internal combustion engines. Advances in Mechanical Engineering, 6, 401587.

Hasan, M. M., y Rahman, M. M. (2016). Homogeneous charge compression ignition combustion : Advantages over compression ignition combustion, challenges and solutions. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 57, 282–291. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.157

Heywood, J. B. (1988). Internal Combustion Engine Fundementals. In McGrawHill series in mechanical engineering (Vol. 21). https://doi.org/10987654.

JEG Plaza, MAR Nuñez, (2017) Formación en competencias específicas para la industria del software colombiano. Experiencias del uso del aprendizaje basado en proyectos. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, ISSN: 1692-7257.

L Tangarife, M Sánchez, M Rojas (2017). Modelo de interventoría de tecnologías de información en el área de conocimiento de la gestión del alcance de PMBOK® y alineado con ISO 21500 y COBIT®. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, ISSN: 1692-7257

McAllister, S., Chen, J.-Y., y Fernandez-Pello, A. C. (2011). Fundamentals of combustion processes (Vol. 302). Springer.

McKendry, P. (2002a). Energy production from biomass (part 1): overview of biomass. Bioresource Technol, 83(1), 37–46. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00118-3

McKendry, P. (2002b). Energy production from biomass (part 2): Conversion technologies. Bioresource Technology, 83(1), 47–54. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00119-5

McKendry, P. (2002c). Energy production from biomass (part 3): Gasification technologies. Bioresource Technology, 83(1), 55–63. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00120-1

Quaak, P., Harrie, K., y Stassen, H. (1999). Energy from biomass: a review of combustion and gasification technologies (Vol. 23). World Bank Publications.

O Suarez, C Vega, E Sánchez, A Pardo. (2018) Degradación anormal de p53 e inducción de apoptosis en la red P53-mdm2 usando la estrategia de control tipo pin. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, ISSN: 1692-7257.

Rey Luengas, O. L., Vélez, O. F., Serrano, S., Zabaleta, O. A., y Sáenz, G. (2018). Zonas no interconectadas –ZNI Diagnóstico de la prestación del servicio de energía eléctrica. Bogotá D.C.

Richards, G. A., Casleton, K. H., y Weiland, N. T. (2009). Syngas utilization. Synthesis Gas Combustion Fundamentals and Application, 197–222.

Saxena, S., y Bedoya, I. D. (2013). Fundamental phenomena affecting low temperature combustion and HCCI engines, high load limits and strategies for extending these limits. Progress in Energy and Combustion Science, 39, 457–488. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2013.05.002 Review

Sung, C.-J., y Law, C. K. (2008). Fundamental Combustion Properties of H2/CO Mixtures: Ignition and Flame Propagation at Elevated Pressures. Combustion Science and Technology, 180(6), 1097–1116. https://doi.org/10.1080/00102200801963169

Warnatz, J., Maas, U., Dibble, R. W., y Warnatz, J. (1996). Combustion (Vol. 3). Springer.

Westbrook, C. K. (2000). Chemical kinetics of hydrocarbon ignition in practical combustion systems. Proceedings of the Combustion Institute, 28(2), 1563–1577.

Yamasaki, Y., Kanno, M., Taura, Y., y Kaneko, S. (2009). Study on Biomass Gas HCCI Engine. SAE Technical Paper, 32(0066), 7.

Yao, M., Zheng, Z., y Liu, H. (2009). Progress and recent trends in homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines. Progress in Energy and Combustion Science, 35, 398–437. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2009.05.001

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Publicado

2020-10-03 — Actualizado el 2020-02-01

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Cómo citar

Morales Rojas, A. D. ., & Bedoya Caro, I. D. . (2020). Estudio numérico del efecto de las variables de control en la autoignición del gas de síntesis en un motor HCCI estacionario para microgeneración. REVISTA COLOMBIANA DE TECNOLOGIAS DE AVANZADA (RCTA), 1(35), 79–88. https://doi.org/10.24054/rcta.v1i35.46 (Original work published 3 de octubre de 2020)

Número

Sección

Artículos