Construction Geometries of Atmospheric Burners: A Comparative Studygeometries of atmospheric burners: a comparative study

• Autores: Marcelo Merino, Jorge Paredes
• Localización: Revista Politécnica, ISSN-e 2477-8990, Vol. 57, Nº. 1, 2026 (Ejemplar dedicado a: Revista Politécnica), págs. 85-96
• Idioma: inglés
• DOI: 10.33333/rp.vol57n1.07
• Títulos paralelos:
  • Geometrías de Construcción de Quemadores Atmosféricos: Un Estudio Comparativo
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Los quemadores con llama directa se utilizan ampliamente para calentar palanquillas metálicas en procesos de forja. Entre ellos, los quemadores atmosféricos o de aspiración son los más comunes por su sencilla construcción y bajo costo. Estos dispositivos emplean el efecto Venturi para incorporar aire a la cámara de mezcla, lo que permite una premezcla con el gas combustible antes de la ignición. Su correcto funcionamiento depende de varios parámetros constructivos que afectan la proporción de aire y gas en la mezcla, lo cual influye directamente en su desempeño. Este estudio utiliza dinámica de fluidos computacional (CFD) para comparar dos diseños de quemadores atmosféricos. La primera geometría corresponde a un diseño tradicional, construido con accesorios de tubería de hierro, mientras que la segunda sigue lineamientos de diseño más avanzados establecidos en la literatura técnica. Las simulaciones realizadas en ANSYS Fluent muestran que la forma de la cámara de succión influye en la ubicación de la región de baja presión y en la dirección del flujo de aire hacia el gas licuado de petróleo (GLP). Al comparar ambas configuraciones, se observa que la geometría y la apertura del regulador de aire primario tienen un impacto notable en la eficiencia del quemador, ya que afectan la relación de arrastre de aire. Estos hallazgos resaltan la importancia del diseño geométrico para optimizar el proceso de mezcla y mejorar el rendimiento general del quemador atmosférico.

  • English

    Direct flame burners are extensively used in forging processes to heat metal billets. Among these, atmospheric or suction burners are the most prevalent due to their simple construction and low cost. These devices operate based on the Venturi effect, which introduces air into the mixing chamber to allow premixing with the fuel gas before combustion begins. The proper functionality of these devices depends on numerous construction  parameters that determine the air-to-gas ratio in the mixture, directly affecting their performance. This study uses computational fluid dynamics (CFD) to compare two atmospheric burner designs. The first geometry  corresponds to a conventional design assembled from iron pipe fittings, while the second follows more advanced design principles described in the technical literature. Simulations performed in ANSYS Fluent reveal that the shape of the suction chamber has a strong impact on the location of the low-pressure region and on the direction of airflow toward the liquefied petroleum gas (LGP). A comparison between both configurations shows that the geometry and the setting of the primary air regulator significantly affect burner efficiency by modifying the air entrainment ratio. These findings underscore the  importance of geometrical design in enhancing the mixing process and the overall performance of atmospheric  burners.