Porous medium burner

 

El quemador de combustión en medios porosos funciona bajo el principio en el cual la combustión de un combustible gaseoso se da en contacto o en el interior de un medio solido poroso.  Cuando esto sucede parte de la energía liberada por el combustible se transfiere, por radiación y conducción, al medio poroso y este a la vez lo transfiere a la premezcla aire-combustible sin quemar. Lo anterior permite obtener un modo de combustión conocido como combustión super-adiabática, en el cual las temperaturas alcanzadas son mayores a las máximas posibles en un modo de combustión convencional. Por lo tanto en un quemador de medios porosos se pueden obtener mayores eficiencias y menores índices de emisiones contaminantes como CO y NOx menores a 10 ppm. Otras de las ventajas de este tipo de combustión es que permite un amplio rango de modulación de potencia (turndown) y también la posibilidad de usar una amplia gama de combustibles, dándole valor a gases de fuentes renovables con bajo poder calorífico.

 En la combustión en medios porosos se diferencian dos modos de combustión. En el primero la combustión se estabiliza en la superficie de un medio poroso, Figura 1.a  y en el segundo la combustión sucede sumergida en el interior del medio poroso, Figura 1.b. La principal diferencia entre estos dos modos de combustión es el mecanismo con el que la energía es transmitida a la carga. En el modo de combustión sumergida ésta se transmite principalmente por radiación desde el medio sólido, por lo contrario en el modo de combustión en la superficie la energía se transmite por convección.

                                   a.     Combustión en la superficie                          b.    Combustión sumergida

                                                     Figura 1. Modos de combustión del quemador de medios porosos.

El quemador de medios porosos se diseñó para trabajar en los dos modos de combustión y en el rango de potencias encontrado en el sector doméstico, de 1 a 4 kW. También fue diseñado para trabajar en el rango de dosados pobres, identificando para cada gas el rango de dosados para el cual el quemador funciona de formas estable, es decir, los dosados para los cuales no se presentan los fenómenos de retrollama o desprendimiento de llama, Figura 2.

 

                                              a.     Retrollama                                   b.    Desprendimiento de llama

                                                                Figura 2.  Inestabilidades combustionene medios porosos.