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Lo studio delle fornaci industriali è un argomento di diffuso interesse. Il campo della combustione lo ritroviamo, direttamente o indirettamente, in quasi tutti gli aspetti della nostra vita. Di grande importanza risulta perciò studiare ed analizzare gli aspetti termici e fluidodinamici di questo processo così da individuare le migliori condizioni operative.
Un dimensionamento di massima basato sui principali parametri operativi, quali il tempo di residenza, l’eccesso d’aria, la potenza nominale del bruciatore, la temperatura dei fumi in uscita, ha permesso di progettare la camera di combustione della fornace. Al fine di investigare i diversi fenomeni che avvengono all’interno del forno è stato sviluppato un modello di fornace, realmente esistente presso l’Università di Glamorgan, tramite l’uso di un codice computazionale.
Il rapporto combustibile-aria è di fondamentale importanza per avere un’alta efficienza termica. L’analisi svolta ha permesso di determinare il caso con il miglior rendimento di combustione, individuato andando a simulare casi con diverse quantità di eccesso d’aria. In presenza di un eccesso di combustibile, il calore disponibile non può essere completamente rilasciato, al contrario, con una percentuale eccessiva di aria, le perdite di calore diventano maggiori dell’energia assorbita dall’acqua di raffreddamento portando ad una diminuzione dell’efficienza del processo.
Il caso con la miglior efficienza termica è stato analizzato dal punto di vista energetico valutando in particolar modo la quantità di NOx presenti alla fine della combustione. Il carico inquinante prodotto con la combustione è infatti un altro parametro molto importante da valutare per poter rispettare i regolamenti ambientali.