Thesis: Efecto de la adición de hidrógeno en la madurez del hollín y fracción en volumen en llamas difusivas de etileno bajo diferentes porcentajes de índice de oxígeno
| dc.contributor.correferente | Escudero Barros, Felipe Andrés | |
| dc.contributor.department | Departamento de Industrias | |
| dc.contributor.guia | Fuentes Castillo, Andrés Hernán | |
| dc.coverage.spatial | Campus Casa Central Valparaíso | |
| dc.creator | García Cabrera, Amanda Sofía | |
| dc.date.accessioned | 2026-09-30T14:42:04Z | |
| dc.date.available | 2026-09-30T14:42:04Z | |
| dc.date.issued | 2024-03 | |
| dc.description.abstract | flujo de combustible para diversas fracciones molares de oxígeno en el oxidante (índice de oxígeno, OI), con énfasis en fracción de volumen de hollín y madurez. Se utilizó una llama de etileno de flujo laminar no premezclada como llama de referencia. La evaluación experimental de las propiedades ópticas del hollín se llevó a cabo a través de mediciones de señales de absorción/emisión a dos colores. Los resultados presentan una reducción general del contenido de hollín y local de la emisión en la llama con la adición de H2, mientras que se encuentra una tendencia opuesta cuando se tiene un incremento de OI. Los cambios son más pronunciados cerca de la zona de reacción, próximos al borde de la llama, más que en el centro de esta. La temperatura es principalmente afectada por el cambio de O2, mientras que la adición de H2 provoca solo una pequeña variación de temperatura. Ambas especies incrementan los ratios de reacción, reduciendo el largo de la llama, efecto que puede ser notado en mayor medida para los cambios en el OI. La eficiencia de conversión de carbono en hollín se reduce con la adición de H2, mientras que los procesos de oxidación del hollín se vuelven predominantes por sobre los procesos de formación del hollín, los cuales también se ven afectados por el cambio de las condiciones de temperatura. Para adiciones de 40% de H2, la eficiencia de conversión de carbono en hollín se mantiene constante con la adición de O2. En general, estas tendencias son bien capturadas por las simulaciones numéricas, sin embargo subestiman la fracción en volumen de hollín, especialmente para altos valores de OIs y cerca de las alas de la llama. Finalmente, los datos experimentales indican que el H2 promueve los procesos de la madurez del hollín, siendo más pronunciado en adiciones sobre 20% de H2 y para altos contenidos de O2, especialmente próximo en el centro de la llama. | es |
| dc.description.abstract | An experimental and numerical study was carried out to analyze the effect of hydrogen addition on the fuel stream at various oxygen mole fraction of the oxidizer (oxygen index, OI), with emphasis on soot volume fraction and maturity. A target laminar coflow non-premixed ethylene flame was used as reference flame. Experimental evaluation of soot optical properties was carried out by measurements of two color absorption/emission signals, whereas detailed numerical simulations accounted for hydrogen tracking on the soot surface, allowing to define a H/C ratio that can be interpreted as representative of soot maturity. Results present an overall reduction on soot content and local flame emission with the H2 addition, while the opposite trend is encountered with the increase of OI. Changes are more pronounced close to the reaction zone near the flame edge, rather than the flame center. Temperature is mainly affected by the change of O2, whereas the addition of H2 results on a slight temperature variation. Both species increase reaction rates, reducing the flame length, effect that is more noticeable for changes in the OI. Carbon-to-soot conversion efficiency is reduced by H2 addition, as the soot oxidation processes become more predominant over soot formation processes, which are also affected by the change of temperature conditions. At 40% H2 addition, the carbon-to-soot efficiency remains approximately constant with the addition of O2. Overall, these trends are well-captured by the numerical simulations, although they underestimate soot volume fraction, specially for high OIs and near the flame wing. Finally, experimental results indicate that H2 prompts the soot maturation process, being more pronounced above 20% H2 addition, for high O2 contents, specially near the flame centerline. | en_US |
| dc.description.degree | Magíster en Ciencias de la Ingeniería Industrial | |
| dc.format.extent | 74 páginas | |
| dc.identifier.barcode | MC_AG_2024 | |
| dc.identifier.doi | 10.71959/ztva-1b10 | |
| dc.identifier.uri | https://cris.usm.cl/handle/123456789/4695 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.71959/ztva-1b10 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Técnica Federico Santa María | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ | |
| dc.subject | Mitigación del hollín | |
| dc.subject | Adición de hidrógeno | |
| dc.subject | Madurez del hollín | |
| dc.subject | Espectroscopía en múltiples longitudes de onda | |
| dc.title | Efecto de la adición de hidrógeno en la madurez del hollín y fracción en volumen en llamas difusivas de etileno bajo diferentes porcentajes de índice de oxígeno | |
| dc.type.driver | info:eu-repo/semantics/masterThesis | |
| dspace.entity.type | Tesis |
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