Numerical calculation of the recirculation factor in flameless furnaces

Abstract

RESUMEN: En este trabajo es realizado el cálculo del factor de recirculación en simulaciones de un horno de combustión sin llama con diferentes porcentajes de oxígeno en el comburente (de 21% a 100% de O2).Los resultados se comparan con la teoría de recirculación de Magnussen, teniéndose que cuando hay reacciones químicas los resultados de recirculación son sobrepredecidos por esta teoría, entonces en lugar de usar la teoría de Magnussen, se propone usar una correlación obtenida por medio de simulaciones, para calcular el factor de recirculación en hornos de combustión sin llama. También se presentan los resultados obtenidos del cálculo del factor de recirculación por medio de simulación numérica para diferentes configuraciones de jets confinados tomadas de la literatura, las cuales no involucran reacciones químicas, cuyos resultados son comparados con teorías de recirculación de jets confinados de Craya-Curtet, Thring-Newby y Magnussen, obteniéndose que a medida que la recirculación es mayor, los resultados numéricos se van alejando de estas teorías.

ABSTARCT: This paper performs calculations of the recirculation factor in simulations of a flameless combustion furnace with different percentages of oxygen in air (from 21% to 100% O2). Results are compared with Magnussen’s recirculation theory and show that when there are chemical reactions, the recirculation results are overpredicted. An alternative correlation to Magnussen’s theory is proposed, useful in calculating the recirculation factor in flameless furnaces. Also, calculation of the recirculation factor obtained through numerical simulation for different configurations of confined jets taken from literature which do not involve chemical reactions, when compared with the recirculation confined jet theories of Craya-Curtet, Thring-Newby and Magnussen show that as recirculation increases, all the theories overpredict the recirculation factor.