Simulación Numérica de la Combustión con Aire Enriquecido en un Horno de Fusión de Fritas

Abstract

En este trabajo se presenta un estudio numérico de la combustión con aire enriquecido de un horno rotatorio para la fundición de frita que usa gas natural como combustible, con el fin de determinar una concentración de oxígeno que garantice la viabilidad económica del proceso sin afectar los requerimientos específicos de calidad. Las simulaciones se realizaron utilizando el software comercial ANSYS FLUENT como herramienta de diseño para predecir el comportamiento del sistema térmico y establecer puntos de funcionamiento con diferentes niveles de enriquecimiento del aire. Se empleó el modelo Finite Rate / Eddy Dissipation para la combustión, mientras que los modelos k – ε Realizable y Ordenadas Discretas fueron usados para la simulación del flujo turbulento y la radiación, respectivamente. Los resultados mostraron que un nivel de enriquecimiento cercano al 31% de oxígeno en el aire permite alcanzar las temperaturas de fusión de la frita mayores a 1700 K, logrando así una disminución en los consumos actuales de oxígeno de alta pureza sin afectar la producción y calidad del producto.