Avaliação numérica do efeito de variação de área sobre as características operacionais de quimadores porosos radiantes

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Mazzochi, Gilmar
• Orientador(a): Pereira, Fernando Marcelo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Simulação numérica; Meios porosos; Combustão; Radiação
• Palavras-chave em Inglês: Radiant porous burner with variable area; Flame stability range; Radiant efficiency; Level-set method
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/101206

Nesse trabalho, é investigada a combustão pré-misturada de metano e ar em um queimador poroso radiante com área de seção transversal variável. A estabilidade de chama e a eficiência de radiação neste tipo de queimador são analisadas através de simulação numérica. O problema considerado para análise é de um queimador unidimensional de área variável com perdas de calor por radiação em suas extremidades. A metodologia numérica usada para resolver o conjunto de equações de conservação é o método dos volumes finitos com o sistema de coordenadas cartesianas. Os resultados mostram que, o aumento da área da seção transversal proporciona um aumento na faixa de estabilidade de chama do queimador quando comparado com um de área constante. A eficiência de radiação também é influenciada positivamente pela variação de área, ou seja, um aumento na área da seção de saída do dispositivo resulta em um aumento na eficiência. Também é testada uma modelagem alternativa baseada no método de curvas de nível (level-set method). Nesse modelo as equações das espécies químicas são substituídas pela equação-G, a qual descreve a dinâmica de uma frente de chama infinitamente fina. Os resultados numéricos das simulações bem como as vantagens e as limitações do modelo de curvas de nível são discutidas. Em linhas gerais os resultados do modelo de curvas de nível não foram capazes de reproduzir adequadamente o comportamento obtido com o modelo convencional.