Diagnosis de la dinámica de lechos fluidizados sólido-gas mediante técnicas de acelerometría

Resumen

La presente tesis doctoral presenta el estudio de la acelerometría como técnica de medida en la diagnosis, control y monitorización de lechos fluidizados sólido-gas. Los lechos fluidizados sólido-gas presentan una dinámica compleja e inestable, sien do necesario para su control la monitorización constante de algunas propiedades del sistema. Las técnicas actuales de medida (medidas de presión, rayos X, tomografía?) presentan una serie de inconvenientes que complican seriamente su aplicación en de terminados ambientes industriales. Durante el presente trabajo, se ha desarrollado una nueva técnica de medida que permite obtener la información dinámica del lecho contenida en las bajas frecuencias a partir de un método no intrusivo y de bajo coste , como es la acelerometría. A diferencia de los trabajos existentes en bibliografía que tratan con este tipo de señal, los cuales centran su análisis en obtener información dinámica del lecho a partir del tratamiento de la señal directa, en esta tesis, se muestra como la señal directa del acelerómetro está fuertemente influida por la respuesta en frecuencia del recipiente que contiene el lecho, resultando muy complicado relacionar esta señal con la propia dinámica del lecho. Como alternativa, los resultados obtenidos revelan la existencia de determinadas bandas de frecuencias en el espectro de vibración que pueden contener una envolvente con información claramente relacionada con la dinámica del lecho. Los análisis en el dominio del tiempo y de la frecuencia sobre las envolventes de las señales de acelerometría, confirman la existencia de información dinámica del lecho sólido-gas tanto global (oscilaciones de la fase densa) como local (dinámica de burbujas), codificada de forma análoga a como aparece en las señales de fluctuación de presión. Finalmente, se muestra mediante aplicaciones prácticas, como la envolvente de la señal medida de acelerometría ofrece una alternativa al empleo de las señales de fluctuaciones de presión, por ejemplo, para su uso en la identificación del régimen de fluidización en el que se encuentra operando un lecho fluidizado sólido-gas, así como en la detección precisa de la región de transiciones entre distintos regímenes mediante el empleo de herramientas de análisis derivadas de la teoría del caos determinista, como es la estimación de la entropía de Kolmogorov. Igualmente, se muestra que la señal envolvente es capaz de contener suficiente información para poder detectar cambios graduales en...