Resumen

In this study thermal radiation analysis are performed for methane jet flames at volumetric flows of 7 L/min, 8 L/min, and 9 L/min. From the analysis of more than 600 images of methane jet flames, the lift-off, radiant flame length and area of the flame are obtained to determine the parameters used in the solid flame model (view factor, emissivity, and atmospheric transmissivity). The view factor is calculated for finite areas with a model that allows having two surfaces at different areas and position, while the emissivity is obtained correlating the diameter of each flame with a soot particle constant. The results obtained from the jet flame experiments identify three general regions for the temperature profile and heat flux as function of the axial position where the second region approximately at the 73% of the flame is the maximum temperature and heat flux reached. As for the input of the view factor and atmospheric transmissivity, it is possible to conclude that the distance of the flame from the target plays an important role in the reception and loss of heat to the surroundings.

Keywords: jet flames, thermal radiation, view factor, emissivity, heat flux.

Resumen

A partir del análisis de más de 600 imágenes de dardos de fuego de metano, se obtienen parámetros importantes de la flama como el lift-off, largo de flama radiante y área, para posteriormente determinar los parámetros utilizados en el modelo de llama sólida (factor de vista, emisividad y transmisividad atmosférica). El factor de vista se calcula como áreas finitas con un modelo que permite tener dos superficies de áreas distintas y dirección, mientras que la emisividad se obtiene relacionando el diámetro de la flama con la constante de partículas de hollín. Los resultados obtenidos para los dardos de fuego experimentales

identifican tres regiones del perfil de temperatura y del flujo de calor respecto a su posición axial en donde en la segunda región, aproximadamente al 73%, se alcanza la máxima temperatura y calor. En cuanto al aporte del factor de vista y transmisividad atmosférica es posible concluir que la distancia entre la flama y el objetivo representa un papel importante en la recepción y pérdida de calor con los alrededores.

Palabras clave: dardos de fuego, radiación térmica, factor de vista, emisividad, flujo de calor.

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Alvarez Guapillo, M. J., Cortés Sigüenza, D. 2021. Thermal radiation analysis in methane jet flames at different volumetric flows. Artículo Científico Licenciatura. Ingeniería Química. Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2021.