Diseño de cabeza de combustión retráctil para calderas de biomasa

Debido al creciente precio de los combustibles fósiles se van buscando soluciones alternativas a la necesidad de energía. Una de dichas alternativas pueden ser las calderas de biomasa.Dentro de las tecnologías existentes para la obtención de energía a partir de la biomasa, se encuentran las calderas de biomasa de cámara torsional.

La Cámara Torsional es un cilindro horizontal conectado a las calderas de biomasa a través de un cuello cónico invertido. Dentro de la misma, el campo potencial creado por la inyección tangencial de aire a lo largo de la periferia de la cámara cilíndrica induce un campo rotacional axial como reacción a lo anterior. Mientras la velocidad tangencial del campo potencial aumenta con la disminución del radio, la velocidad tangencial de la corriente rotacional inducida aumenta con el radio; donde se igualan, se forma una muy activa y turbulenta capa límite, lo que mantiene una intensa combustión en las condiciones más favorables.

Las partículas de combustible también son inyectadas tangencialmente en el cilindro. Aquellas ubicadas en el campo potencial capaces de fluir hacia el centro siguen una trayectoria espiral logarítmica; aquellas sometidas al campo rotacional seguirán una trayectoria de espiral aritmética.

Introduciendo una restricción al final del cilindro (el cuello cónico) la presión creada en el anillo de la garganta genera fuerzas axiales, y la dinámica del sistema es tal, que las partículas que llegan al final del hogar fuera del diámetro de salida de la cámara, siguen una trayectoria helicoidal en la periferia del cilindro hacia la garganta, vuelven al frente continuando en hélices de diámetro cada vez menor, y finalmente abandonando la cámara a través de la garganta, en una aún más pequeña trayectoria helicoidal.

Este recorrido implica un mayor tiempo de permanencia requerido para una combustión completa, este tiempo de permanencia de las partículas llega a ser de hasta 60 veces el que le lleva al aire fluir directamente.

Simultáneamente, los humos de combustión, con una parte de las cenizas abandonan la cámara a través de su cuello y entran a la caldera, mientras que los restos de cenizas son retirados periódicamente de la cámara torsional.

La Cámara Torsional es apropiada para la quema de cualquier tipo de combustible sólido o líquido, siempre y cuando éstos puedan ser transportados en suspensión neumática.

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