Modelamiento y simulación de un horno túnel industrial

Abstract

La energía requerida en los procesos de cocción de ladrillo se obtiene generalmente por combustión directa de carbón, fuel oil o gas, mediante la cual se obtiene gases calientes que transfieren la energía al producto. Mediante este proceso se genera la energía suficiente para las diferentes etapas involucradas en el proceso, garantizando una curva de quema adecuada y exigida de acuerdo con los estándares de calidad, siempre y cuando se den las condiciones óptimas de contacto de gases calientes y producto. El desarrollo del presente trabajo permitió simular los fenómenos de la transferencia de energía entre gases y producto durante la cocción de ladrillo en un horno túnel utilizando como combustible carbón y gas de síntesis, sustituyendo el carbón por gas de síntesis hasta en un 60% de la energía requerida por el horno. Para la solución del modelo y su respectiva simulación se utilizó como herramienta computacional el CFD (Fluido Dinámica Computacional), utilizado para resolver procesos gobernados por la transferencia de masa, momento, energía. El modelo fue satisfactoriamente validado con las curvas de cocción con carbón y fueron realmente medidas en el horno túnel de la Empresa Ladrillera San Cristóbal S.A., permitiendo predecir el comportamiento térmico del horno. / Abstract. The energy required in the brick firing processes is usually obtained by direct combustion of coal, fuel oil or gas, which is obtained by hot gases that transfer energy to the product. Through this process generates enough energy for the different stages involved in the process, ensuring proper curve and required burning according to standards of quality, provided that conditions are optimal contact of hot gases and products. The development of this work allowed us to simulate the phenomena of energy transfer between gas and product during the firing of brick in a tunnel kiln using coal as fuel and synthetic gas, replacing coal with synthesis gas by up to 60% of the energy required by the furnace. To solve the model and its corresponding simulation computational tool was used as the CFD (Computational Fluid Dynamics) used to solve processes governed by mass transfer, momentum, energy. The model was successfully validated with the curves of cooking with charcoal and were actually measured in the tunnel kiln Brickworks Company San Cristobal SA, allowing to predict the thermal performance of the oven.