Medición de temperatura y radicales en flamas premezcladas usando espectroscopia y cinética química

Abstract

Conventional systems of combustion control for multi-burner boilers rely on simplified schemes for measuring the temperature and away from the flame control at a single point of excess O2 and CO at times. However, overall control of the stoichiometry of the furnace does not prevent the effective operation of individual burners due to poor distribution of air-fuel, or hardware malfunction of the burner. This results in lower optimum fuel efficiency in the furnace and high emissions of the contaminant. In recent years, large numbers of diagnostic techniques based on a laser for linear and nonlinear measures of the species concentrations, temperatures and gas velocities in a wide range of pressure and temperature with high temporal resolution and space were developed and are extremely valuable tools for studying many aspects of combustion. The combustion control and radicals derived from it, is a study of great interest for the environment. The objective of this research was to find the radicals that form in the combustion of a premixed flame of LP gas with the aid of a spectrophotometer with UV-Visible range. This work consisted of two studies, the first study was to locate the radicals in the reaction of combustion of LP gas and the second was the calculation of the temperature of the flame using the radiation emitted and the correction equations for the intensity emitted with a halogen lamp. The study was conducted in water heaters in homes and an industrial boiler at the lab.

Los sistemas convencionales del control de la combustión para calderas de multi-quemador dependen de esquemas simplificados de medida de la temperatura lejos de la llama y controlar en un solo punto el exceso de O2 y, a veces CO. Sin embargo, un control general de la estequiometría del horno no impide la operación ineficaz de quemadores individuales debido a la mala distribución de aire combustible, o del funcionamiento defectuoso del hardware del quemador. Esto tiene como resultado la menor eficiencia óptima del combustible en el horno y elevadas emisiones del contaminante. En los últimos años, una gran cantidad de técnicas basadas en un diagnóstico láser lineales y no lineales para las medidas de las concentraciones de la especie, temperaturas, y las velocidades del gas en una gama ancha del presión y de temperaturas con la alta resolución temporal y espacial fueron desarrolladas y tienen herramientas extremadamente valiosas para estudiar muchos aspectos de la combustión. El control de la combustión y los radicales que derivan de la misma, es un estudio de gran interés para el medio ambiente. El objetivo de este trabajo de investigación fue encontrar los radicales que se forman en la combustión de una flama premezclada de gas LP con ayuda de un espectrómetro con rango UV-Visible. Este trabajo consistió en dos estudios, el primer estudio fue ubicar los radicales presentes en la reacción de combustión de gas LP; y el segundo fue el cálculo de las temperaturas de la flama usando la radiación que esta emite y ecuaciones de corrección para la intensidad emitida con una lámpara de Halógeno. El estudio se realizó en calentadores de agua de casas habitación y en una caldera tipo industrial a nivel laboratorio.