A numerical study of the influence of radiation on turbulence in a 2D axisymmetric turbulent flame

• Autor(a) principal: Centeno, Felipe Roman
• Data de Publicação: 2015
• Outros Autores: Santos, Elizaldo Domingues dos, Silva, Cristiano Vitorino da, França, Francis Henrique Ramos
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/169596
• topic: Radiação térmica; Turbulência; Thermal radiation; Turbulence; TRI; CFD; Non-premixed flame

Este artigo apresenta um estudo da influência da radiação térmica sobre a turbulência através da simulação de uma chama turbulenta, não pré-misturada, de metano-ar. Neste problema dois aspectos precisam ser considerados para uma avaliação precisa da radiação térmica: interações turbulência-radiação (TRI) e as propriedades radiativas das espécies participantes, as quais são tratadas aqui com o modelo da soma ponderada de gases cinza (WSGG) baseado em correlações recentemente obtidas a partir do banco de dados espectrais HITEMP2010. As taxas das reações químicas foram consideradas como os menores valores entre as taxas de Arrhenius e de Eddy Break-Up. Um mecanismo de reação global de duas etapas foi empregado, enquanto a modelagem da turbulência foi considerada através do modelo k-ε padrão. Os termos fontes da equação da energia consistiram no calor gerado pelas reações químicas assim como pelas trocas radiantes. O método de ordenadas discretas (DOM) foi empregado para resolver a equação de transferência radiativa (RTE), incluindo as TRI. Comparações de resultados das simulações com e sem radiação térmica demonstraram que a radiação influenciou as propriedades turbulentas avaliadas (raiz média quadrática das flutuações de velocidade e de temperatura, e energia cinética turbulenta das flutuações de velocidade). A radiação suavizou os campos de propriedades turbulentas. A influência da radiação foi mais importante sobre as flutuações de temperatura do que nas flutuações de velocidade.