Bruxin

Progetto di ricerca
bruciatore premiscelato

 

modello di bruciatore con diametro fiamma 20mm

Con questo progetto di ricerca abbiamo studiato e approfondito il tema della combustione e i suoi fenomeni.

La ricerca è nata dallo studio del processo di fusione del vetro per la realizzazione di perline decorative. In questo processo è necessaria una fiamma molto calda, senza l’ausilio di ossigeno. Abbiamo dunque iniziato a pensare ad un bruciatore premiscelato, cioè un bruciatore in cui combustibile e comburente sono mischiati prima del punto di iniezione della fiamma.

Dopo una lunga ricerca e vari tentativi siamo riusciti ad ottenere una fiamma a forma tronco-conica che si sviluppa all’interno di un tubo. Tra la fiamma e le pareti del tubo scorre la miscela aria-gas ancora da bruciare mentre all’interno della fiamma rimangono i gas combusti. Questa architettura del bruciatore ci ha permesso di ottenere una temperatura molto alta, vicina alla temperatura adiabatica, concentrata nel punto in cui la fiamma esce dal tubo e senza dispersione di calore lungo le pareti del tubo.

dardo fiamma all'interno di un tubo di quarzo
La fiamma del bruciatore sviluppata all’interno di un tubo trasparente in quarzo.

Il risultato finale è una nuova tipologia di bruciatore premiscelato a gas particolarmente performante ed efficiente caratterizzato da:

  • riscaldamento concentrato in un punto preciso
  • alta temperatura (prossima alla temperatura adiabatica)
  • bassissime emissioni (ossidi di azoto e carbonio contenuti entro 10 ppm)
Il processo di ricerca

Per raggiungere il risultato finale abbiamo studiato attentamente il fenomeno della combustione vorticosa all’interno di tubi refrattari. Abbiamo condotto numerosi esperimenti per trovare la giusta pressione del gas e la giusta forma del convogliatore in cui viene favorita la rotazione del flusso di miscela aria-gas prima di raggiungere il tubo.

prototipi di componenti del bruciatore
Alcuni modelli realizzati in fase di sperimentazione: tubo in cemento di allumina e convogliatore in alluminio colato in sabbia.

Una volta individuato il principio di funzionamento esatto, abbiamo realizzato un modello più accurato, composto da fusioni di alluminio lavorate meccanicamente e dotato di un convogliatore multicanale per omogeneizzare la rotazione della miscela.

Abbiamo infine realizzato esemplari di diverse dimensioni e potenza:

  • diametro di fiamma 20mm
  • diametro 32 mm con fiamma modulabile
  • diametro di fiamma 40mm e potenza 80-100kW. Rispetto ai modelli più piccoli presenta un maggior ricircolo di gas combusti all’interno del cono di fiamma. Questo significa che le emissioni sono più contenute e la temperatura è leggermente inferiore.

 

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