ANÁLISIS DEL FLUJO DE AIRE DENTRO DE UNA PLANTA DE ASFALTO

Ing. René Villarreal Alcalá

Depto. Ingeniería y Desarrollo

TRIASO S.A. de C.V.

Durango, Dgo México

ObjetivoRealizar un análisis en CFX del flujo de aire

dentro de una planta de asfalto.

Observar el comportamiento del aire ydeterminar velocidades, presiones y flujosvolumétricos de aire en puntos clave para elfuncionamiento de la planta.

Antecedentes

Dentro de una planta de asfalto existen varios procesos,para la producción de mezcla asfáltica de calidad,estos procesos son: combustión, entrada deagregados, secado de agregados, mezclado deagregados con asfalto, extracción de mezcla asfáltica,filtrado de polvos que van en la corriente de gasescalientes y finalmente la extracción de estos gases.Cada una de estas etapas es fundamental en elproceso completo de producción de mezcla asfáltica.

Por lo tanto para producir mezcla asfáltica decalidad, sin contaminar el medio ambiente; sedeben cuidar muchos aspectos como lo son:los flujos de aire, flujo de gases, intercambiode calor, etc.

Un tambor mezclador de una planta de asfalto esta compuesto por las siguientes partes:

Modelado

Mallado en CFX-MeshMallado del quemador Mallado soplador del quemador

Mallado del tambor (Parte 1)Mallado del tambor (Parte 2)

Mallado de ductos y ciclónMallado de la caja de golpeo

Mallado de carcaza Mallado de extractor

Domain name:Quemador

Fluid: Aire

Reference pressure: 1 atm

Domain motion: Estacionario

Domain name:Tambor Parte 1

Fluid: Aire

Reference pressure: 1 atm

Domain motion: Estacionario

Domain name:Tambor Parte 2

Fluid: Aire

Reference pressure: 1 atm

Domain motion: Rotatorio

Domain name:Caja de golpeo

Fluid: Aire

Reference pressure: 1 atm

Domain motion: Estacionario

Domain name: Ductos y ciclón

Fluid: Aire

Reference pressure: 1 atm

Domain motion: Estacionario

Domain name: Carcaza

Fluid: Aire

Reference pressure: 1 atm

Domain motion: Estacionario

Domain name: Soplador de quemador

Fluid: Aire

Reference pressure: 1 atm

Domain motion: Rotatorio

Domain name: Extractor

Fluid: Aire

Reference pressure: 1 atm

Domain motion: Rotatorio

Definición de dominios

Entrada de aire quemador.

Boundary type: Opening

Relative pressure: 0 Pa

Entrada secundaria de aire quemador.

Boundary type: Opening

Relative pressure: 0 Pa

Entrada aire inducido por extractor en tambor.

Boundary type: Opening

Relative pressure: 0 Pa

Aire inducido por entrada de agregados.

Boundary type: Opening

Relative pressure: 0 Pa

Salida de mezcla asfaltica.

Boundary type: Opening

Relative pressure: 0 Pa

Salida de gases de combustión y residuos.

Boundary type: Opening

Relative pressure: 0 Pa

Definición de fronteras

Resultados

Velocidad en fronteras

LocalizaciónVelocidad promedio

Entrada de aire quemador

31.29 m/s

Entrada secundaria de aire quemador

10.80 m/s

Entrada aire inducido por

extractor al tambor

12.07 m/s

Aire inducido por entrada de agregados

10.75 m/s

Salida de mezcla asfáltica

4.10 m/s

Salida de gases de combustión y

residuos

30.91 m/s

Presión en fronteras

LocalizaciónPresión

promedio

Entrada de aire quemador

-544.696 Pa

Entrada secundaria de aire quemador

-49.24 Pa

Entrada aire inducido por

extractor al tambor

-82.17 Pa

Aire inducido por entrada de agregados

-65.46 Pa

Salida de mezcla asfáltica

-25.66 Pa

Salida de gases de combustión y

residuos

1.30 Pa

Aire inducido por entrada de agregados.

Caudal =0.694 m3/s

Entrada de aire quemador.

Caudal= 2.23 m3/s

Entrada aire inducido por extractor en tambor.

Caudal =2.31 m3/s

Entrada secundaria de aire quemador.

Caudal = 0.687 m3/s

Salida de gases de combustión y residuos.

Caudal = 6.76 m3/s

Salida de mezcla asfáltica.

Caudal = 0.85 m3/s

Sección de alimentación

Sección de secado 1

Sección de alimentación

Velocidad = 3.49 m/s

Presión = -82.52Pa

Caudal = 5.93 m3/s

Sección de alimentación

Velocidad = 3.24 m/s

Presión = -63.59Pa

Caudal = 5.90 m3/s

Sección de secado 2

Sección de mezclado

Sección de secado 2

Velocidad = 2.59 m/s

Presión = -47.2563Pa

Caudal = 5.91 m3/s

Sección de mezclado

Velocidad = 2.76 m/s

Presión = -47.64Pa

Caudal = 5.91 m3/s

Final del tambor

Salida de caja de golpeo

Final de tambor

Velocidad = 2.39 m/s

Presión = -45.58Pa

Caudal = 5.91 m3/s

Salida caja de golpeo

Velocidad = 8.77 m/s

Presión = -146.49Pa

Caudal = 6.76 m3/s

Conclusiones Conocer a detalle que velocidades y caudales se tienen en las

entradas y salidas del tambor secador-mezclador.

Rediseñar algunos componentes como lo son el soplador delquemador y las entradas secundarias de aire, paraincrementar la eficiencia en la combustión.

Corroborar las mediciones que se han realizado en campo.

Conocer velocidades bien definidas dentro del tambor y elciclón para determinar el arrastre de partículas finas.