Projeto, construção e ensaio de uma câmara de combustão de microturbina operando com etanol

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Silva, Ramon Eduardo Pereira lattes
Orientador(a): Lacava, Pedro Teixeira lattes
Banca de defesa: Martins, Cristiane Aparecida lattes, Pimenta, Amilcar Porto lattes, Nascimento, Marco Antonio Rosa do lattes, Bizzo, Waldir Antonio lattes
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
Programa de Pós-Graduação: Programa de pós-graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica, Área de Aerodinamica, Propulsão e Energia
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Câmara de combustão
Etanol
Palavras-chave em Inglês:
Combustion chambers
Ethanol
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::AERODINAMICA
Link de acesso: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/2923
Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos os projetos de uma câmara de combustão e de um atomizador do tipo pressure-swirl que permitiram a operação de uma microturbina a gás, utilizando etanol como combustível. O combustor e o injetor foram projetados para as características fisico-químicas do etanol anidro. A influência da presença de água no combustível foi ser analisada nos ensaios. Foram realizados ensaios de desempenho e emissões de gases na microturbina. A determinação do Diâmetro Médio de Sauter (SMD) e do ângulo de abertura do do spray também foi realizada. Na análise dos resultados investigou-se o comportamento das relações ar/combustível, a emissão de poluentes e sua correlação com atomização do combustível e com a eficiência de combustão. A operação da microturbina ocorreu de maneira estável, validando tanto o projeto do combustor quanto o do atomizador. A razão de equivalência aumentou com o aumento da rotação do eixo. A pressão de injeção aumentou com o incremento de vazão provocando a diminuição do SMD. Fato esse que promoveu decréscimo nas emissões de monóxido de carbono (CO) e óxidos de nitrogênio (NO.) demonstrando melhoria na eficiência de combustão.
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O combustor e o injetor foram projetados para as características fisico-químicas do etanol anidro. A influência da presença de água no combustível foi ser analisada nos ensaios. Foram realizados ensaios de desempenho e emissões de gases na microturbina. A determinação do Diâmetro Médio de Sauter (SMD) e do ângulo de abertura do do spray também foi realizada. Na análise dos resultados investigou-se o comportamento das relações ar/combustível, a emissão de poluentes e sua correlação com atomização do combustível e com a eficiência de combustão. A operação da microturbina ocorreu de maneira estável, validando tanto o projeto do combustor quanto o do atomizador. A razão de equivalência aumentou com o aumento da rotação do eixo. A pressão de injeção aumentou com o incremento de vazão provocando a diminuição do SMD. Fato esse que promoveu decréscimo nas emissões de monóxido de carbono (CO) e óxidos de nitrogênio (NO.) demonstrando melhoria na eficiência de combustão.The design of a combustion chamber and a pressure-swirl atomizer for ethanol operation on a micro gas turbine were carried out at this work. Both the combustor and the injector were designed regarding the physical-chemical characteristics of anhydrous ethanol. However the influence of water in the fuel was analyzed in tests. Performance and exhaust emissions were performed. Also the Sauter Mean Diameter (SMD) and spray cone angle were defined. The investigation of the ar/fuel relationship, the pollutant emissions and their correlation with the fuel atomization and combustion efficiency was also executed. The run of the microturbine occurred in a deep-steady way, fact which validates both the combustor and the atomizer design. Equivalence ratio increased with the shaft angular velocity. Injection pressure increased with the fuel mass flow inducing a decrease in SMD. This event provoked a reduction on carbon monoxide (CO) and nitrous oxides (NO,) emissions evidencing the improvement on combustion efficiency.Submitted by Alison Souza (alisonsouza@ufgd.edu.br) on 2020-04-27T14:00:37Z No. of bitstreams: 1 ITA - RamonEduardoPereiraSilva.pdf: 5338347 bytes, checksum: 2a2f72c1c15d896deb2d0e802d2ac6c3 (MD5)Made available in DSpace on 2020-04-27T14:00:37Z (GMT). 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