[pt] ESTUDO NUMÉRICO DA RADIAÇÃO TÉRMICA E SUA INTERAÇÃO COM A FULIGEM FORMADA NA COMBUSTÃO TURBULENTA DE COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS E GASOSOS

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: ELDER MARINO MENDOZA ORBEGOSO
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] DINAMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL; [pt] MODELOS DE FASE DISCRETA; [pt] TEORIA DE RAYLEIGH; [pt] EQUACAO DE TRANSFERENCIA RADIATIVA; [pt] COMBUSTAO TURBULENTA NAO PREMISTURADA; [en] COMPUTATIONAL FLUIDS DYNAMICS; [en] DISCRETE PHASE MODELS; [en] RAYLEIGH THEORY; [en] RADIATIVE TRANSFER EQUATION; [en] NON PREMIXED TURBULENT COMBUSTION
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=23856&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=23856&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.23856

[pt] O presente trabalho apresenta um estudo numérico da transferência de energia por radiação e sua interação com as propriedades radiantes cinzas e espectrais dos gases produtos da combustão e da fuligem que são formados em um processo de combustão turbulenta. Assim, utilizam-se sistemas de forno/- queimador que operam em regime de chama não pré-misturada de maneira a avaliar, através da dinâmica dos fluidos computacional (CFD), a influência que exercem os diversos modelos de propriedades radiantes sobre a representação da termoquímica do escoamento reativo. Com o objetivo de identificar as principais características e deficiências que apresentam cada um destes modelos, foram considerados dois cenários. O primeiro, correspondente a um problema de radiação unidimensional de um sistema homogêneo e não isotérmico onde são estudados, modelos de propriedades radiantes (i) disponíveis em um software comercial de CFD e (ii) aqueles que foram implementados neste trabalho. Além disso, foi empregado um código numérico que determina as propriedades radiantes espectrais de gases produtos da combustão e da fuligem através de uma abordagem de banda estreita. Para este fim, este código foi acoplado com o software de CFD. Em seguida, dois queimadores de porte laboratorial são empregados de forma a avaliar a capacidade preditiva dos modelos de propriedades radiantes: o primeiro queima propano gasoso e ar enriquecido com oxigênio e o segundo utiliza querosene líquido e oxigênio como reagentes. Dados experimentais de fluxo de calor radiante e de fração volumétrica da fuligem são utilizados para comparação com os resultados obtidos da simulação. Para ambas as configurações de queimador foi também estudado o modelo de Moss-Brookes para previsão da formação/consumo da fuligem. Os resultados obtidos demonstraram o bom desempenho da maioria dos modelos de propriedades radiantes estudados. Em particular, a abordagem de banda estreita foi o que melhor previu a radiação térmica. Além disso, a sua utilização com o modelo de Moss-Brookes levou à melhor previsão da fração volumétrica da fuligem.