[en] DETERMINATION OF THE CO2 DILUTION INFLUENCE ON FLAME FLASHBACK IN METHANE-AIR AND PROPANE-AIR MIXTURES

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: MARIA CLARA DE JESUS VIEIRA
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] RETORNO DE CHAMA; [pt] NUMERO DE PECLET; [pt] NUMERO DE KARLOVITZ; [pt] NUMERO DE ZEL DOVICH; [pt] CHAMA LAMINAR PRE-MISTURADA; [en] FLASHBACK; [en] PECLET NUMBER; [en] KARLOVITZ NUMBER; [en] ZELDOVICH NUMBER; [en] PREMIXED LAMINAR FLAME
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53216&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53216&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.53216

[pt] O fenômeno de retorno de chama em tubos é conhecido e estudado há várias décadas. Sua análise clássica é baseada na determinação do gradiente de velocidade crítico, Gc, que o delimita como função das propriedades das misturas combustíveis. Entretanto, não é conhecido o efeito da diluição por CO2, importante para a previsão da segurança das instalações do pré-sal. Por isto, são aqui desenvolvidos estudos específicos do retorno de chamas pré-misturadas em escoamentos laminares. O objetivo geral deste trabalho é determinar experimentalmente a influência da diluição por CO2 sobre o retorno de chamas (flashback) em misturas de hidrocarbonetos (CH4 ou propano) e de ar. O levantamento do estado da arte permitiu especificar as características da instalação experimental para o estudo deste fenômeno e, também, identificar as principais questões a serem abordadas. Foi projetado e construído um aparato experimental para o estudo do flashback em escoamentos laminares. Os resultados originais obtidos mostram como a propensão ao retorno de chama é influenciada pela natureza do combustível, pela estequiometria da mistura e pela diluição. Misturas de propano possuem maior propensão ao flashback e maiores valores de Gc do que as de metano. Também foi mostrado que há uma redução da propensão ao flashback com o aumento da diluição. Esta propensão foi relacionada aos números adimensionais que caracterizam a combustão, isto é, os números de Lewis, Péclet, Karlovitz e Zel dovich. Para este último, uma proposta original visando sua determinação é apresentada, que envolve uma expressão da taxa de liberação de calor da reação química global controlada por uma variável de progresso. Esta formulação permite resolver o problema da singularidade na região da estequiometria.