Francisco Javier Cadavid Sierra

Desarrollo de una metodología para el diseño y la caracterización de regeneradores térmicos tipo Honeycomb

Este articulo ilustra la metodologia seguida para el diseno de un banco de pruebas para regeneradores termicos de lecho poroso empacado -RTL-, que suministra gases a una temperatura preestablecida de forma estable. El banco cuenta con dos lineas principales para su funcionamiento: una de gases calientes y otra de aire de enfriamiento, cuyo flujo es conducido a un falso RTL mientras el sistema estabiliza. Al lograr esta condicion, se conmuta el RTL y se inicia el registro de temperaturas de forma automatica. Los resultados experimentales permitieron obtener el comportamiento real de la temperatura en un lecho empacado con 10 esferas, lo que se utilizo para validar un modelo matematico desarrollado para este tipo de regeneradores.Los recubrimientos utilizados como barreras termicas sirven para proteger materiales expuestos a altas temperaturas, los cuales suelen estar formados por una capa ceramica superior, que normalmente esta compuesta de zirconia (ZrO2). El estudio de la microestructura en recubrimientos elaborados por proyeccion termica siempre es un paso intermedio y necesario en su procesamiento y en el logro de excelentes propiedades para una determinada aplicacion. Por esta razon, el objetivo del trabajo fue analizar la microestructura y las fases presentes en recubrimientos de zirconiaalumina elaborados por proyeccion termica por llama. Los resultados muestran que el corto tiempo en la llama, la rapida solidificacion y la difusion entre la zirconiaalumina del polvo ceramico durante la formacion del recubrimiento, genera dos tipos de laminillas (lamellas) en la capa superior: la primera esta constituida por lamellas que tienen diferentes tonalidades de grises causadas por las pequenas variaciones en la composicion de la solucion solida de zirconia tetragonal con alumina amorfa y la otra estructura esta constituida por lamellas de morfologia granular caracterizada por precipitados de zirconia monoclinica en una matriz de alumina.En este estudio se propone la mezcla equimolar de gas natural (100%CH4) y gas de sintesis (40%H2 + 40%CO + 20%CO2) como alternativa para reducir el consumo de hidrocarburos y reducir las emisiones contaminantes. Como parametro principal para caracterizar esta mezcla combustible, se estudio la velocidad de deflagracion laminar a partir de simulaciones de cinetica detallada y mediciones experimentales en llamas generadas usando un quemador de perfil contorneado e imagenes Schlieren obtenidas a condiciones normales de presion y temperatura, variando la relacion aire-combustible. Se encontro que la velocidad de deflagracion de la mezcla equimolar aumenta con respecto a la del metano puro y puede ser explicado a traves de la presencia de hidrogeno en la mezcla combustible, que tiene un efecto directo en la cinetica de la combustion, generando radicales H y OH que aumentan las tasas de reactividad de la mezcla y consecuentemente la velocidad de quemado del combustible.Ademas de constituir una herramienta de simulacion, los modelos numericos en hidrogeologia ofrecen un camino para avanzar en el entendimiento de sistemas acuiferos. Los modelos numericos pueden tener caracter exploratorio y asi, pueden acompanar la tarea de construccion de un modelo conceptual desde el momento en que se inicia la recoleccion de informacion, en el curso de su interpretacion, y cada vez que se obtienen nuevos datos o se aplican nuevos analisis para la validacion de un sistema hidrogeologico. El ejercicio de modelacion numerica propuesto para el sistema acuifero del Bajo Cauca antioqueno, tiene caracter exploratorio. La informacion recopilada desde el ano 2003, fue sucesivamente incorporada en tareas de modelacion numerica nutriendo el modelo conceptual regional con el que hoy se cuenta. En este trabajo, se emprendio la tarea de modelacion numerica con el proposito de ayudar, a interpretar la informacion y la dinamica de flujo subterraneo del Bajo Cauca antioqueno.