Desenvolvimento de uma câmara para combustão de combustíveis líquidos, operando sob regime de combustão sem chama visível

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Silva, Edson Orati da [UNESP]
• Orientador(a): Carvalho Júnior, João Andrade de [UNESP], Veríssimo, Anton Skyrda [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Combustão sem chama visível; Biodiesel; Emissões de poluentes; Atomizador pressure swirl; Redução de CO2
• Palavras-chave em Inglês: Flameless combustion; Biodiesel; Pollutants emissions; Pressure swirl atomizer; Emissions reduction
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/138140

Uma bancada de testes em escala de laboratório foi desenvolvida para operar em vários regimes de combustão, inclusive no regime de combustão sem chama visível com a queima de combustíveis líquidos, em particular, o biodiesel. As dimensões do queimador e da câmara foram determinadas com base na teoria de jatos confinados, a fim de se obter uma taxa de recirculação suficientemente elevada dos produtos de combustão com o aumento da vazão mássica de ar. A bancada permite variar a temperatura de pré-aquecimento do ar, o excesso de ar e a velocidade de injeção do ar. Um sistema de alimentação equipado com uma bomba de engrenagens foi desenvolvido para pulverizar o combustível no interior da câmara de combustão através de um atomizador do tipo pressure swirl. Foi necessário montar uma bancada de testes de atomização equipada com um sistema de injeção do combustível, um sistema de pré-aquecimento do combustível e um sistema de sucção para realizar as medidas do diâmetro médio das gotas com o uso de um equipamento da marca Spraytech. Os experimentos de combustão com elevados excessos de ar pré-aquecido a 600ºC revelaram que o comportamento da câmara atende às características típicas do regime de combustão sem chama visível. As observações visuais indicaram que os contornos da chama não foram distinguidos. Os níveis de ruídos sonoros foram reduzidos, as emissões de fuligem foram eliminadas e as emissões de NOx e CO foram significativamente reduzidas com o aumento do excesso de ar e da temperatura de pré-aquecimento do ar. Por outro lado, a operação do sistema com baixos excessos de ar resultou no aparecimento e no aumento do comprimento da chama, no escape da chama pela exaustão e no aumento das emissões de fuligem, acompanhado pelo aumento acentuado das emissões de CO, que são características do regime de combustão convencional. Assim, foi demonstrado que o sistema desenvolvido opera no regime de combustão sem chama visível com a queima de biodiesel, empregando um atomizador de uso comercial.