Análise numérica e experimental da chama pré-misturada de etanol e ar utilizando um queimador de chama plana

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Martin, Lucas
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• dARK ID: ark:/33523/0013000000wq7
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engenharia mecânica; Álcool; Cinética química
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/15052

O etanol está consolidado como um biocombustível viável há mais de 20 anos, mesmo assim ainda existem lacunas no entendimento de sua combustão. A velocidade de chama laminar é uma propriedade intrínseca das misturas combustíveis, influenciada pela composição dos reagentes, temperatura e pressão da mistura, condensa fatores relativos à difusividade e reatividade da mistura. Os modelos de simulação de chama turbulenta utilizam este parâmetro para projetar e avaliar a reação de combustão nos mais variados equipamentos. A energia de ativação é um parâmetro de ajuste para o modelos de combustão de passo único e determinante nos estudos de ignição e extinção de chama. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar numérica e experimentalmente uma chama pré-misturada de etanol e ar utilizando um queimador de chama plana não adiabática com posterior análise através de um modelo de chama assintótica com determinação simultânea de velocidade de chama laminar adiabática e da energia de ativação global aparente. Na análise experimental foi avaliada a faixa de estabilidade da chama para razões de equivalência entre 0,8 e 1,0 e temperatura de pré-aquecimento dos reagentes de 358K. Desta forma, foi possível determinar numericamente diversos parâmetros como: a velocidade de chama laminar adiabática, a energia de ativação, a distância da frente de chama em relação à superfície do queimador, a taxa de transferência de calor por condução da chama para superfície do queimador e a temperatura de reação da chama . A velocidade de chama laminar adiabática e a energia de ativação obtidos no trabalho foram comparados com os valores calculados utilizando-se o software Chemkin Pro e os mecanismos de cinética química de San Diego, LLNL e Konnov. A máxima diferença entre a velocidade de chama laminar medida no presente trabalho e o valor calculado com os mecanismos foi de 3,8, 12,2 e -11,1%, respectivamente. Os resultados de velocidade de chama laminar obtidos no presente trabalho também foram comparados com a literatura e apresentaram uma excelente concordância com as publicações mais recentes.