Thesis: Investigación mecanistica de la supresión de hollín y NOx en llamas de coflujo de propano a iso-carbono mediante la adición de éter dimetílico
| datacite.subject.fos | Engineering and technology | |
| datacite.subject.fos | Engineering and technology::Chemical engineering | |
| datacite.subject.fos | Engineering and technology::Mechanical engineering | |
| datacite.subject.fos | Engineering and technology::Environmental engineering | |
| dc.contributor.correferente | Escudero Barros, Felipe Andres | |
| dc.contributor.department | Departamento de Industrias | |
| dc.contributor.guia | Demarco Bull, Rodrigo Andres | |
| dc.coverage.spatial | Campus Casa Central Valparaíso | |
| dc.creator | Alarcón Sagredo, Felipe Andrés | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-19T19:19:03Z | |
| dc.date.available | 2025-08-19T19:19:03Z | |
| dc.date.issued | 2025-08-14 | |
| dc.description.abstract | This study investigates the influence of dimethyl ether (DME) addition on soot formation, oxidation, and chemical pathways in propane coflow diffusion flames under iso-carbon conditions. Detailed numerical simulations, validated against experimental measurements, were performed for a series of fuel mixtures with increasing DME content. The results reveal a pronounced decrease in soot volume fraction and primary particle size as propane is progressively replaced by DME, accompanied by a \replaced{clear shrinking of the region within the flame where soot is produced}{contraction of the sooting zone} and a significant reduction in carbon-to-soot conversion efficiency. Mechanistic analysis shows that DME addition suppresses the formation of key aromatic precursors and heavy polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), while enhacing oxidation processes through increased local oxygen availability and modified flame structure. Integrated reaction rate analysis demonstrates that both soot formation and oxidation rates diminish in DME-rich flames, with the balance between these processes shifting toward lower overall soot yields. Notably, nitrogen oxide emissions decrease with increasing DME content despite higher flame temperatures, reflecting changes in radical soot composition and flame residence times. These findings highlight the effectiveness of fuel oxygenation in mitigating soot and pollutant emissions and provide insight into the underlying chemical and physical mechanisms responsible for soot suppression in oxygenated fuel flames. | en_US |
| dc.description.abstract | Este estudio investiga la influencia de la adición de dimetil éter (DME) sobre la formación de hollín, su oxidación y las rutas químicas en llamas de difusión de propano en configuración de coflujo bajo condiciones iso-carbono. Se realizaron simulaciones numéricas detalladas, validadas con mediciones experimentales, para una serie de mezclas de combustible con creciente contenido de DME. Los resultados revelan una marcada disminución en la fracción de volumen de hollín y en el tamaño de partícula primaria a medida que el propano es progresivamente reemplazado por DME, acompañada de una clara contracción de la región dentro de la llama donde se produce hollín y de una reducción significativa en la eficiencia de conversión de carbono a hollín. El análisis mecanístico muestra que la adición de DME suprime la formación de precursores aromáticos clave y de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) pesados, al mismo tiempo que potencia los procesos de oxidación mediante una mayor disponibilidad local de oxígeno y una estructura de llama modificada. El análisis integrado de tasas de reacción demuestra que tanto las tasas de formación como de oxidación de hollín disminuyen en llamas ricas en DME, con un cambio en el balance entre estos procesos hacia menores rendimientos globales de hollín. Cabe destacar que las emisiones de óxidos de nitrógeno disminuyen al aumentar el contenido de DME, a pesar de las mayores temperaturas de llama, reflejando cambios en la composición radicalaria y en los tiempos de residencia de la llama. Estos hallazgos resaltan la efectividad de la oxigenación del combustible para mitigar el hollín y las emisiones contaminantes, y proporcionan una visión sobre los mecanismos químicos y físicos responsables de la supresión del hollín en llamas de combustibles oxigenados. | es |
| dc.description.degree | Magíster en Ciencias de la Ingeniería Industrial | |
| dc.driver | info:eu-repo/semantics/masterThesis | |
| dc.format.extent | 88 páginas. | |
| dc.identifier.doi | 10.71959/ek6q-mk87 | |
| dc.identifier.uri | https://cris.usm.cl/handle/123456789/3949 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.71959/ek6q-mk87 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Técnica Federico Santa María | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Dimethyl Ether | |
| dc.subject | Propane | |
| dc.subject | Coflow laminar diffusion flame | |
| dc.subject | Soot production | |
| dc.subject | NOx emissions | |
| dc.subject.ods | 7 Energía asequible y no contaminante | |
| dc.subject.ods | 9 Industria, innovación e infraestructura | |
| dc.subject.ods | 12 Producción y consumo responsables | |
| dc.subject.ods | 13 Acción por el clima | |
| dc.subject.ods | 3 Salud y bienestar | |
| dc.title | Investigación mecanistica de la supresión de hollín y NOx en llamas de coflujo de propano a iso-carbono mediante la adición de éter dimetílico | |
| dspace.entity.type | Tesis |
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