Modelos matemáticos de los parámetros energéticos de desempeño de gasificadores tipo downdraft mediante técnicas de regresión

Autores/as

  • Eduardo Roberto Gutiérrez-Gualotuña Universidad de las Fuerzas Armadas (ESPE) Autor/a
  • Jorge André Soria-Amancha Universidad de las Fuerzas Armadas (ESPE) Autor/a
  • Paúl Michael Tafur-Escanta Universidad de las Fuerzas Armadas (ESPE) Autor/a
  • Natzarenna Rodríguez-Trujillo Universidad de las Fuerzas Armadas (ESPE) Autor/a
  • Ángelo Homero Villavicencio-Poveda Universidad de las Fuerzas Armadas (ESPE) Autor/a
  • José Arzola-Ruiz Universidad Tecnológica de la Habana "José Antonio Echeverría" Autor/a

DOI:

https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v23n1a08

Palabras clave:

operación de instalaciones energéticas, energía renovable, instalaciones de gasificación tipo downdraft, modelado matemático

Resumen

En las instalaciones energéticas la operación influye de forma considerable en la eficiencia, por lo que en esta investigación se presentan resultados obtenidos por los autores en el modelado de los indicadores de desempeño de la operación de instalaciones de gasificación de la biomasa con ayuda de las técnicas de regresión no lineal, a partir del análisis sistémico, su identificación y determinación del tipo de modelo con el mejor ajuste de la operación de estas instalaciones. Se realiza unos estudios bibliográficos de los trabajos de investigaciones previos, vinculados al modelado matemático de estas instalaciones por las diferentes técnicas reflejada en la literatura especializada. Se realiza un plan experimental 3N con tres réplicas, a partir del cual se elaboran, utilizando técnicas de linealización de modelos, cuatro modelos de regresión no lineales correspondientes a respectivos indicadores de desempeño, con satisfactorios resultados de su evaluación a partir de los coeficientes de regresión y errores estándar utilizando tres tipos de biomasa. Se describe la instalación experimental y el sistema de adquisición de datos desarrollados.

Referencias

T. K. Patra, P. N. Sheth, "Biomass gasification models for downdraft gasifier: A state-of-the-art review," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 50, 2015, pp. 583-593. [Fecha de consulta 18 de septiembre 2018]. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032115004700

S. Shabbar, I. Janajreh, "Thermodynamic equilibrium analysis of coal gasification using Gibbs energy minimization method," Energy Conversion and Management, vol. 65, 2013, pp.755-763. [Fecha de consulta 25 septiembre 2017]. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890412001501

M. Costa, M. La Villetta, N. Massarotti, "Optimal Tuning of a Thermo-Chemical Equilibrium Model for Downdraft Biomass Gasifiers," Chemical Engineering Transactions, vol. 43, 2015, pp. 434-444. [Fecha de consulta 1 noviembre 2017]. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/284888681_Optimal_tuning_of_a_thermo-chemical_equilibrium_model_for_downdraft_biomass_gasifiers

M. Asadullah, "Barriers of commercial power generation using biomass gasification gas: A review," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 29, 2014, pp. 201-215. [Fecha de consulta 6 noviembre 2017]. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136403211300614X

P. Raman, N. K. Ram , R. Gupta, "A dual fired downdraft gasifier system to produce cleaner gas for power generation: Design, development and performance analysis," Energy, vol. 54, núm. 1, 2013, pp. 302-314. [Fecha de consulta 13 noviembre 2017]. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544213002077

M. A. Ariffin, W. M. F. W. Mahmood, Z. Harun, R. Mohamed, "Medium-scale gasification of oil palm empty fruit bunch for power generation," Journal of Material Cycles and Waste Management, vol. 19, núm. 3, 2017, pp. 1244-1252. [Fecha de consulta 13 noviembre 2017]. Disponible en: https://link.springer.com/article/10.1007/s10163-016-0518-8

National Research Council. Making Aquatic Weeds Useful: Some Perspectives for Developing Countries. Washington, DC: The National Academies Press, 1976. Disponible en: https://doi.org/10.17226/19948

C. R. Curtis, J.A. Duke, An assessment of land biomass and energy potential for the Republic of Panama (vol. 3). Institute of Energy Conversion. Univ. Delaware, 1982.

I. Janajreh, M. Alshrah, "Numerical and experimental investigation of downdraft gasification of woodchips". Energy Conversion and Management, vol. 65, 2013, pp. 783-792. [Fecha de consulta 20 noviembre 2017]. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890412001471

M. P. Arnavat, J. A. Hernández, J. C. Bruno, A. Coronas, "Artificial neural network models for biomass gasification in fluidized bed gasifiers," Biomass and Bioenergy, vol. 49, 2013, pp. 279-289. [Fecha de consulta 27 noviembre 2017]. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953412005107

C. C. Sreejith, C. Muraleedharan, P. Arun, "Performance prediction of fluidised bed gasification of biomass using experimental data-based simulation models," Biomass Conversion and Biorefinery, vol. 3, núm. 4, 2013, pp. 283-304. [Fecha de consulta 4 diciembre 2017]. Disponible en: https://link.springer.com/article/10.1007/s13399-013-0083-5

S. Shabbar, I. Janajreh, "Thermodynamic equilibrium analysis of coal gasification using Gibbs energy minimization method," Energy Convers Manage, vol. 65, 2013, pp.755-763. [Fecha de consulta 18 septiembre 2017]. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/257051646_Thermodynamic_equilibrium_analysis_of_coal_gasification_using_Gibbs_energy_minimization_method

S. S. Kumar, P. Sathyabalan, S. Ragunathan, "Simulation of Biomass Downdraft Gasifier based on Neural Networks, " Asian Research Consortium, vol. 6, núm. 6, 2016, pp. 1548-1560. [Fecha de consulta 11 diciembre 2017]. Disponible en: https://aijsh.com/shop/articlepdf/2016/06/1464756527122.pdf

J. F. Pérez, A. Melgar, A. Horrillo, "Thermodynamic methodology to support the selection of feedstocks for decentralised downdraft gasification power plants," International Journal of Sustainable Energy, vol. 36, núm. 10, 2017, pp. 302-310. [Fecha de consulta 18 diciembre 2017]. Disponible en: http://doi.org/10.1080/14786451.2016.1162792

K. Kirsanovs, D. Blumberga, I. Veidenbergs, C. Rochas, E. Vigants, G. Vigants, "Experimental investigation of downdraft gasifier at various conditions," Energy Procedia, vol. 128, 2017, pp. 332-338. [Fecha de consulta 8 enero 2018]. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610217338419

D. Baruah, D. C. Baruah, "Modeling of biomass gasification: A review," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 39, 2014, pp. 806-815.

V. Kirsanovs, A. Zandeckis, C. Rochas, "Biomass gasification thermodynamic model including tar and char," Institute of Energy Systems and Environment vol. 14, núm. 4, 2016, pp. 1321-1331. [Fecha de consulta 22 enero 2018]. Disponible en: http://agronomy.emu.ee/wp-content/uploads/2016/06/Vol14_nr4_Kirsanovs.pdf

J. Arzola, Análisis y Síntesis de Sistemas de ingeniería. Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría”, Cuba, 2013.

R. Pérez, "Estimación de la incertidumbre, la incertidumbre útil y la inquietud en poblaciones finitas. Una aplicación a las medidas de desigualdad", Sesión Científica de la Real Academia de las Ciencias Ex. Fls. y Nat., 1985, Madrid.

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Publicado

10-09-2024

Número

Sección

Investigación

Cómo citar

Modelos matemáticos de los parámetros energéticos de desempeño de gasificadores tipo downdraft mediante técnicas de regresión. (2024). Científica, 23(1), 69-81. https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v23n1a08