Diseño de un quemador semi-industrial que opere con gas licuado de petróleo a nivel de Lima

Abstract

La presente tesis tiene como objetivo desarrollar un prototipo de quemador semi-industrial que trabaje en un rango de potencias de 3,2 a 4,7 kW con bajas presiones de operación entre 28 y 60 mbar de gas licuado de petróleo y alto rendimiento térmico a nivel de la ciudad de Lima. Actualmente, se pueden encontrar quemadores semi-industriales que no especifican la potencia de operación ni su rendimiento térmico. Es importante mencionar que se suelen utilizar estos quemadores con la válvula de gas completamente abierta dejando a los usuarios expuestos a accidentes, ya que los tanques de gas almacenan combustible a 6 barg aproximadamente. Las bases para desarrollar el prototipo de quemador parten del supuesto de que, variando la geometría de los quemadores se puede obtener rendimiento térmico mayor a 50% operando a bajas presiones. Al existir otras investigaciones relacionadas con quemadores, los cuales revelaban que los parámetros influyentes en el rendimiento del quemador son la geometría del mezclador, la cantidad y ángulo de salida de los puertos de la cabeza del quemador, se decidió utilizar esta información para desarrollar un prototipo para obtener el rendimiento térmico deseado. Además, para evaluar el rendimiento se seguirá la metodología propuesta por las normas NCh927/1 y GB16410. Adicionalmente, se evaluarán las emisiones producidas por el quemador mediante la norma NCh927/1 y se compararán con alguno de los quemadores de línea base. Los resultados fueron favorables en cuanto a la obtención del rendimiento térmico, ya que se alcanzaron rendimientos iguales o mayores al esperado, además el quemador prototipo puede operar en un rango de potencias de 3,2 a 4,8 kW para GLP y Gas Natural a bajas presiones, como son 28 mbar y 23 mbar, respectivamente. Finalmente, se concluye que la modificación de la geometría del mezclador y de la cabeza del quemador tuvo un efecto positivo sobre el rendimiento térmico obtenido. El obtener un rango de potencias a bajas presiones hace posible la implementación de un regulador de presión a la salida del gas combustible para evitar que el usuario opere el quemador con la válvula completamente abierta.