Combustión

Combustión

Diagrama de Bunte

Cristóbal Medina Zarco Juan Gonzalo Sánchez Ruiz María González Tudela

Universidad de Jaén Curso 2024-2025

Historia

La humanidad ha dependido de diversas fuentes de energía a lo largo de su historia, la mayoria de ella relacionadas con la combustión. A medida que la tecnología ha avanzado y las necesidades energéticas han crecido, los combustibles utilizados también han evolucionado.

Anterior al siglo XiX

Madera y Carbón

La madera fue uno de los primeros combustibles usados para cocinar y calentarse. En la Edad Media, el carbón comenzó a utilizarse en la industria y producción de energía. Con la Revolución Industrial en el siglo XIX, surgió la necesidad de un combustible más eficiente y potente.

Petróleo

El petróleo se convirtió en el combustible más usado para la industria y el transporte. Inicialmente se usaba para producir keroseno, pero pronto se descubrió su utilidad como combustible para motores de combustión interna, lo que produjo una revolución energetica hasta el día de hoy.

¿Qué es la combustión?

La combustión es la relación de oxidación de las sustancias combustibles. Estas sustancias, son utilizadas con la función de obtener calor.Según sea su estado físico, se pueden clasificar en: sólidos, líquidos y gaseosos.

¿Qué es la combustión?

La combustión es una reacción química producida por la combinación de un combustible con el oxígeno del aire, los cuales proporcionan un aporte de calor. Para que esto ocurra, es necesario que ambos estén a una temperatura para su iniciación, denominada temperatura de ignición.

Diagramas de combustión

¿Qué son?

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Son utilizados para tener una visión de cuál va a ser el comportamiento de los gases de combustión según el combustible que se use. Los diagramas de combustión, permiten determinar el exceso de aire del proceso, la composición de los humos y las proporciones de CO2 y O2 necesarios para una determina combustión. Existen diferentes diagramas los cuales están referidos a la composición que tenga cada tipo de combustible a utilizar.

Diagrama de Bunte

¿Qué es?

El diagrama de Bunte es una herramienta utilizada en el análisis de gases provenientes de la combustión.

Objetivo

Determinar la composición volumétrica de los gases obtenidos tras la combustión de combustibles, en especial el carbono y el hidrógeno presentes en los combustibles fósiles. Así podemos evaluar la eficiencia del proceso y la correcta mezcla de aire y combustible. Este diagrama se utiliza únicamente para procesos de combustión completa.

Diagrama de Bunte

¿Cuáles son sus aplicaciones?

• Matemáticas
• Lógicas
• Estadísticas
• Educación

Todo ello con el fin de entender relaciones y resolver problemas.

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CONDICIONES DEl DIAGRAMA DE BUNTE

Condición 1

Condición 4

Definición clara de conjuntos

Intersecciones y relaciones

Condición 2

Condición 5

Interacciones

Dinámica del sistema

Condición 3

Condición 6

Condiciones de frontera

Objetivo del análisis

CONDICIONES DEL DIAGRAMA DE BUNTE

Cada conjunto del diagrama debe representar diferentes tipos de combustibles (fósiles, biocombustibles, hidrógeno) Esto nos permite una comparación y análisis adecuados de sus propiedades y comportamientos.

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Definiciones

CONDICIONES DEl DIAGRAMA DE BUNTE

2.Interacciones.

1.Definición clara de conjuntos.

Cada conjunto del diagrama debe representar diferentes tipos de combustibles (fósiles, biocombustibles, hidrógeno) Esto nos permite una comparación y análisis adecuados de sus propiedades y comportamientos.

Se deberá saber identificar las interacciones entre los diferentes combustibles y sus procesos de combustión, así como factores externos (temperatura, presión..) Comprender las interacciones que serán importantes para conocer la eficiencia de la combustión, emisiones y rendimientos energéticos.

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Definiciones

CONDICIONES DEl DIAGRAMA DE BUNTE

4. Intersecciones y relaciones

3. Condiciones de frontera.

Será importante conocer los límites claros sobre qué se incluirá en el análisis. Podremos incluir las condiciones de operación (tipo de reactor, condiciones de presión y temperatura) y el alcance del estudio. Haciendo esto conseguiremos evitar resultados confusos y enfocarnos en los aspectos esenciales del proceso.

Será importante identificar las intersecciones entre diferentes tipos de combustibles y sus efectos en la combustión, como por ejemplo, la interacción entre biocombustibles y combustibles fósiles. Esto permite evaluar cómo las mezclas pueden influir en la eficiencia de combustión.

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Definiciones

CONDICIONES DEl DIAGRAMA DE BUNTE

6.Objetivo del análisis

5.Dinámica del sistema

Considerar cómo las propiedades de los combustibles, la reactividad, el contenido de energía y emisión de gases, podrían cambiar bajo diferentes condiciones operativas y a lo largo del tiempo. Entender la dinámica, es crucial para el correcto diseño de los sistemas de combustión para que sean eficientes y sostenibles.

Debe haber un objetivo claro para el uso del diagrama para optimizar procesos de combustión, reducción de emisiones y evaluar la viabilidad de nuevos combustibles.

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Formas de uso del Diagrama de Bunte

1. Análisis de combustibles alternativos

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Comparar diferentes tipos de combustibles como sus propiedades energéticas

2. Optimización de procesos de combustión

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Identificar como diferentes combustibles y mezclas afectan a la eficiencia de combustión.

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3. Estudio de mezclas de combustibles

Evaluar la interacción entre diferentes combustibles en una mezcla

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Formas de uso del Diagrama de Bunte

4. Modelado de emisiones

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Utilizar el diagrama para modelar y predecir las emisiones de gases contaminantes

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5. Simulación de condiciones operativas

Simular diferentes condiciones operativas

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6. Evaluación de efectos ambientales

Analizar cómo la elección de combustibles impacta en el medio ambiente.

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7. Investigación y desarrollo

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Facilitar el desarrollo de nuevos combustibles y tecnologías de combustión

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Bibliografía

• Libro: Combustión y Quemadores. Manuel Márquez 2005
• Páginas: OkDiario ciencia - https://okdiario.com/ciencia/evolucion-combustibles-lo-largo-historia-11050899
• Bunten, D. (1973). Systems Analysis in Ecology. Academic Press.
• Peters, M. S., & Timmerhaus, K. D. (2003). Plant Design and Economics for Chemical Engineers. McGraw-Hill.
• Meyer, P. J., & Klose, M. (2017). Renewable Energy: A First Course. Wiley.

¡Gracias!

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