Modeling and simulation of pollutant generation in the combustion of biodiesel surrogates

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Machado, Silvia Barcelos
• Orientador(a): De Bortoli, Álvaro Luiz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Dinâmica dos fluidos computacional; Decanoato de metila; Processo de combustão; Fuligem
• Palavras-chave em Inglês: Computational fluid dynamics; Turbulent jet diffusion flames; Methyl decanoate; NOx; Soot
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/239236

Contribuições nos estudos acerca da geração de poluentes na combustão de combustíveis renováveis são de grande relevância no cenário ambiental e econômico atual; uma vez que se busca consolidar o consumo de (bio)combustíveis alternativos em substituição aos combustíveis de origem não-renováveis, como o carvão mineral, gás natural e o petróleo. A gama de recursos renováveis, a curto e médio prazos, utilizada na produção de biocombustíveis tem aumentado significativamente, indo de culturas alimentares, como soja, até biomassa proveniente de algas. Compreender o processo de combustão e seus efeitos, para estas novas fontes de energias renováveis é pertinente para que se garanta a qualidade do biocombustível utilizado e a redução nas emissões de poluentes atmosféricos. O objetivo deste trabalho é realizar um estudo sobre a geração de poluentes, o NOx e a fuligem, após a combustão de um substituto do biodiesel, o decanoato de metila − MD, com formulação química C11H22O2, dado que trabalhos nessa direção são escassos na literatura. Para isso, considerou-se uma chama difusiva turbulenta de decanoato de metila, modelada pelas equações da CFD - Dinâmica de Fuidos Computacional para fluidos reativos. Aplicou-se a técnica LES - Large Eddy Simulation para modelar a turbulência do fluxo e o modelo de Smagorinsky foi adotado para a viscosidade turbulenta. As equações foram discretizadas pelo método das diferenças finitas e o sistema de equações foi resolvido numericamente pelo Método de Rosenbrock. Para validação do procedimento numérico implementado, além dos resultados numéricos para chamas difusivas turbulentas de MD, também realizou-se testes numéricos para chamas difusivas turbulentas de metanol. Os resultados obtidos concordam com dados encontrados na literatura.