Un nuevo método para la medición del caudal másico de Material Particulado con fotometría óptica en estufas a leña en ductos de dilución

A novel method for measure the mass flow of particulate matter with photometry on dilution tunnel in wood stoves

Gutiérrez Cáceres, Nicolás Daniel

Betancourt Astete, Robinson Eugenio

Español

Inglés

2018

65 hojas: gráficos, diagramas, tablas.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Mecánica

Magíster en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Mecánica

Se propone un sistema de monitoreo de partículas emitidas por combustibles de madera para determinar las variaciones en la concentración de partículas en un túnel de dilución, por medio de un sistema basado en la opacidad óptica de los gases. El objetivo de este método es validar el perfil de concentración a lo largo de la sección transversal de la tubería de dilución, al aplicar la metodología 5G para la determinación de la concentración de partículas. El sistema está compuesto por un sensor y un emisor óptico que son utilizados para medir el flujo másico de material particulado, generado por la combustión de biomasa. La metodología 5G se compara con la metodología de fotometría de gas transversal implementada en esta investigación. La ventaja del sistema fotométrico se debe a que es un método no invasivo y es de bajo costo. Mientras que su desventaja es la resolución y precisión de la medición obtenida, presentando una incertidumbre expandida de 4 por ciento más alta que la del método 5G. Por lo tanto, se demuestra que la técnica de fotometría de gas transversal, basada en la opacidad del humo, puede ser un enfoque eficaz para determinar la concentración de material particulado durante el proceso de combustión de biomasa en ductos de dilución.

A monitoring system for particles emitted by wood fuels is proposed to determine variations in particle concentration in a dilution tunnel, using a system based on the optical opacity of gases. The objective of this method is to validate the concentration profile along the cross-sectional area of the dilution pipe, applying the 5G methodology for particle concentration determination. The system consists of a sensor and an optical emitter used to measure the mass flow of particulate matter generated by biomass combustion. The 5G methodology is compared with the transverse gas photometry methodology implemented in this research. The advantage of the photometric system is that it is non-invasive and low-cost. However, its disadvantage lies in the resolution and precision of the measurement obtained, with an expanded uncertainty 4 percent higher than that of the 5G method. Therefore, it is demonstrated that the transverse gas photometry technique, based on smoke opacity, can be an effective approach for determining particulate matter concentration during biomass combustion processes in dilution ducts.

Partículas emitidas por combustibles de madera

Material particulado

Fotometría óptica

Túnel de dilución

Opacidad óptica de gases

Metodología 5G

Procesos de combustión de biomasa

Fotometría de gas transversal

Sistema fotométrico

Estufas a leña

Ductos de dilución

Ingeniería Mecánica

Universidad de La Frontera, Temuco, Chile

Universidad de La Frontera, Dirección de Bibliotecas y Recursos de Información

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https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Tesis

María Elena Arriagada Melo

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