Avaliação experimental da radiação térmica e geometria de múltiplas chamas não pré-misturadas de gás natural diluído com dióxido de carbono

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Nicoloso, Pedro Ferreira
• Orientador(a): Centeno, Felipe Roman
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Chamas laminares; Combustão; Gás natural; Radiação térmica
• Palavras-chave em Inglês: Multiple flames; Natural gas combustion; Diluted fuel; Laminar non-premixed flames; Flames length; Thermal radiation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/196159

Combustão em plataformas offshore podem diminuir os gases poluentes lançados ao ambiente, mas ao mesmo tempo afetar negativamente as áreas de trabalho devido as condições de segurança na plataforma impostas durante a queima de gás natural. Por essa razão, um estudo experimental foi conduzido com bancada em escala laboratorial de múltiplas chamas laminares não pré-misturadas. O trabalho consiste de dois queimadores posicionados lado a lado com o intuito de avaliar a geometria da chama e radiação térmica através da variação da distância de separação entre os queimadores. Analisa-se os impactos na geometria de chama e a radiação térmica emitida pelas chamas impondo diferentes concentrações de combustível e diluente durante a combustão. Medições experimentais indicam que as chamas passam por quatro regimes morfológicos em devido a distância de separação: regime imerso sinuoso e imerso varicoso, regime simétrico sinuoso, regime alternado sinuoso e regime independente. O comprimento visível de chama é máximo quando as chamas estão imersas uma na outra no regime imerso sinuoso, distância de separação mínima, e este diminui gradualmente até se obter o valor de jato único na razão S/d igual a 10. Além disso, no regime alternado sinuoso o comprimento de chama torna-se menor que o comprimento de jato único devido a formação de vórtices na base das chamas. A diluição do combustível com CO2 mostrou que as chamas reduzem seu comprimento para quantidades crescentes de CO2 na mistura. Outro efeito da diluição é o de reduzir as oscilações das chamas e a razão S/d para jato único. Equações algébricas foram utilizadas para prever interação de múltiplas chamas e apresentam boa concordância quando se leva em consideração a vazão da mistura. A radiação térmica proveniente de duas chamas em interação tem seu máximo valor em regiões próximas a razão S/d de jato único. A diluição do combustível com CO2 reduz a intensidade de radiação emitida e incremento da vazão de combustível fazem com que a potência de chama aumente que, consequentemente, reduz a fração radiante das chamas. O modelo WMPS apresenta boa concordância para prever o fluxo de calor radiante de duas chamas.