Análisis de parámetros técnicos para la mejora de la eficiencia en prototipo de quemador a gas semi industrial
Date
2026-01-14
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
This experimental work focuses on the analysis of technical and thermal parameters to
improve the energy efficiency of a prototype semi-industrial LPG gas burner used in
essential processes and agro-industrial applications. The aim is to optimize thermal
performance, eliminate energy losses, and improve combustion stability in
conventional systems.
The main objective was to evaluate the influence of operating variables, such as gas
supply pressure and airflow, on their thermal behavior and system efficiency. To this
end, experimental tests were conducted in different configurations: with and without a
mixer, operating at pressures of 4 psi and 0.5 psi. Surface temperature measurements
were taken using a camera and thermographic analysis, in addition to calculations of
heat transfer and direct efficiency.
The results showed that the implementation of the gas mixer significantly improved
flame stability, reducing flame noise and allowing for more homogeneous combustion.
Quantitatively, direct thermal efficiency increased from 75.43% to 78.63%, while
unburned fuel losses decreased from 6.07% to 3.27%, indicating greater conversion of
useful energy. Furthermore, the heat output improved slightly, from 12.66 kW to 12.87
kW.
Qualitatively, the flame showed important differences between the configurations that
were evaluated. With high pressure and without a mixer, the flame presented faint blue
tones, irregular behavior and high turbulence. On the other hand, when a mixer was
used in low pressure conditions, the flame became more uniform, a more visible blue
tone, stability and practically silent.
In conclusion, the analysis of the technical and thermal parameters has confirmed that
integrating the air-gas mixer and properly regulating the pressure improve the system's
thermal performance, increasing energy efficiency, reducing losses, and improving
flame stability.
Description
Este trabajo experimental se enfoca en el análisis de parámetros técnicos y térmicos
para mejorar la eficiencia energética de un prototipo de quemador a gas GLP semi
industrial, utilizado en procesos esenciales y aplicaciones agroindustriales. Se busca
la optimización del rendimiento térmico, reducir las pérdidas de energía y mejorar la
combustión en sistemas convencionales.
El objetivo principal fue evaluar la influencia de las variables operativas, como la
presión de suministro de gas y flujo de aire, su comportamiento térmico y la eficiencia
del sistema. Para esto, se realizaron pruebas experimentales en distintas
configuraciones: sin mezclador y con mezclador, operando a presiones de 4 psi y 0.5
psi. Se realizaron mediciones de temperatura superficial mediante cámara y análisis
termográficos, adicionalmente cálculos de transferencia de calor y eficiencia directa.
Los resultados mostraron que la implementación del mezclador de gas mejoró de
forma considerable la estabilidad del fuego, reduciendo el ruido de la llama y
permitiendo una combustión más homogénea. Cuantitativamente, el rendimiento
térmico directo aumenta del 75.43% al 78.63%, mientras que las pérdidas por
inquemados se redujeron de 6.07% al 3.27%, lo que indica una mayor conversión de
energía útil. Además, el flujo del calor generado presenta una ligera mejora, desde
12.66 hasta 12.87 kW.
Cualitativamente, la flama mostro diferencias importantes entre las configuraciones
que se evaluaron. Con una alta presión y sin mezclador, la flama presentó tonalidades
azul tenue, un comportamiento irregular y una elevada turbulencia. Por otro lado,
cuando se utilizó un mezclador en condiciones de baja presión, la flama se volvió más
uniforme, un tono azul más visible, estabilidad y prácticamente silenciosa.
En conclusión, el análisis de los parámetros técnicos y térmicos ha confirmado que la
integración del mezclador aire-gas y la correcta regulación de la presión mejoran el
rendimiento térmico del sistema, incrementando la eficiencia energética, reduciendo
las pérdidas y mejorando la estabilidad de la llama.
Keywords
EFICIENCIA ENERGÉTICA, QUEMADOR A GAS, MEZCLADOR AIRE-COMBUSTIBLE
Citation
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Mecánica