Estudio Numérico del Efecto de la Presión en el Proceso de Mezcla Metano-Oxígeno en un Arreglo de Chorros 4-Lug Bolt

Abstract

ResumenSe presentan los resultados numéricos del proceso de mezclado metano-oxígeno para un sistema confinado con arreglo de chorros 4-Lug-Bolt bajo la influencia de la variación de presión. El análisis fue dividido en dos etapas, baja y alta presión, delimitado bajo el criterio de los límites de flamabilidad. A bajas presiones la densidad se modeló con la ecuación de gas ideal, mientras que a altas presiones con la ecuación de Redlich-Kwong. Las predicciones mostraron que el mezclado está fuertemente influenciado por la recirculación entre los chorros de metano y oxígeno, así como por efecto de arrastre del oxígeno sobre el metano. Por otra parte, la presión no presenta influencia sobre el límite de flamabilidad inferior, mientras que si afecta al límite de flamabilidad superior. A pesar de estos efectos en los límites de flamabilidad, la presión no muestra un efecto significativo en el proceso de mezcla por difusión metano-oxígeno. Palabras clave: mezcla de gases, simulación numérica, RANS, límites de flamabilidad AbstractNumerical results of methane-oxygen mixing process in a contained 4-Lug-Bolt jets array system under the influence of pressure variation are presented. The analysis was divided in two stages, low and high pressure, under the flammability limits criteria. At low pressures the density was modeled with the ideal-gas equation and for high pressures with the Redlich-Kwong equation. The predictions show that the gas mixture is highly influenced by recirculation between oxygen and methane jets, as well as a dragging effect of oxygen over the methane jet. Moreover, the pressure has no influence on the lower flammability limit, whereas it does affect the upper flammability limit. Despite these effects on flammability limits, the pressure shows no significant effect on the mixing of methane-oxygen by diffusion.

Study of Instabilities on Laminar-Turbulent Transition in a 4 Lug-Bolt in a Confined Diffusion Flame

“…where ′ ′ , ̅ ′ ′ and ̅ ′ ′ are the apparent Reynolds stresses tensor, mass-weight density fluctuations, and turbulent heat transfer vector, respectively. Figure 3 shows the jets streamlines based on the axial and radial velocities, which exhibit a recirculation zone as is described by De la Cruz, et al [12] with a 1L/Dc length for three cases. Fifty raster stream lines were used in order to have the same vortex visualization.…”

Cálculo de la reactividad utilizando cuadraturas de Newton-Cotes de siete puntos

“…Los métodos numéricos son frecuentemente usados para realizar simulaciones en diferentes aplicaciones como en el comportamiento térmico (Ortega et al, 2009), la propagación de una fisura en el material (Palma et al, 2010), en la solución de ecuaciones de advección-difusión no estacionarias (Bermúdez y Juárez,2014), y el efecto de la presión en el proceso de mezcla metano-oxígeno (De la Cruz et al, 2015). En física de reactores nucleares se usan para resolver las ecuaciones de la cinética puntual, es un conjunto de ecuaciones diferenciales en general no lineales, fuertemente acopladas que presentan el fenómeno de rigidez (Chao y Attard, 1985).…”

Métodos numéricos para valoración de opciones usando esquemas débiles para Euler-Maruyama y Taylor 2.0

“…Dichos métodos pueden ser de naturaleza determinística o estocástica, dependiendo si la ecuación a resolver involucra o no variables aleatorias dependientes del tiempo. Dentro de los métodos numéricos determinísticos, se pueden encontrar entre otras aplicaciones: simulaciones numéricas para el comportamiento térmico (Ortega et al, 2009), simulaciones numéricas para estudiar la propagación de una fisura en el material (Palma et al, 2010), utilización del método de elementos finitos para estudiar los flujos turbulentos isotérmicos (Dos Santos et al, 2011), los métodos de diferencias finitas para resolver ecuaciones de advección-difusión no estacionarias (Bermúdez y Juárez,2014), y simulaciones numéricas para estudiar el efecto de la presión en el proceso de mezcla metano-oxígeno (De la Cruz et al, 2015). Dentro de los métodos numéricos estocásticos, las simulaciones numéricas se han aplicado en el estudio de un ferromagnético con diferentes anisotropías usando el método de Monte Carlo (De la Espriella et al, 2012), y en reactores nucleares usando el método de Euler-Maruyama (Suescún-Díaz et al, 2018).…”