Estudo experimental do efeito da diluição do gás natural com dióxido de carbono sobre características de chamas difusivas turbulentas

• Autor(a) principal: Moschetta, Matheus
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/109223
• topic: Engenharia; Diffusion flames; Flame length; Radiant fraction; Fuel dilution

A modelagem da transferência de calor por radiação em processos de combustão é de grande interesse da engenharia. Aplicações industriais como motores, fornos e flares requerem o conhecimento de características radiativas para análise de questões de segurança e riscos, sejam humanos, ambientais e patrimoniais. O trabalho avalia experimentalmente a influência da diluição do combustível com um gás inerte sobre características geométricas e radiantes de chamas difusivas turbulentas. O combustível de estudo é o gás natural e o inerte é o dióxido de carbono, em níveis de diluição de 0%, 10%, 20%, 30% e 40% em termos de volume de CO2 em relação à vazão volumétrica total de combustível. Para isso, projetou-se um queimador de tubo reto, cujo diâmetro de saída do combustível é de 8mm. Determinou-se o comprimento visível das chamas e a fração radiante de energia liberada pelas mesmas. O comportamento intermitente na parte superior da chama foi analisado. A técnica de medição do comprimento baseou-se na análise de fotografias de longa exposição obtidas por câmera ótica. A radiação foi medida por um sensor de radiação, assumindo a chama como uma fonte pontual de calor que irradia calor uniformemente para todas as direções. O comprimento de chamas cresce com o incremento da vazão volumétrica total de combustível e decai conforme o aumento da diluição do gás natural com dióxido de carbono. A fração radiante de energia liberada cresce com o aumento do tempo de residência e tem uma dependência mais significativa para combustíveis de maior poder calorífico. A presença de fuligem é mais significativa para maiores tempos de residência. A diluição do gás natural com dióxido de carbono aparenta ter um efeito de redução da fração radiante para chamas de mesmas faixas de potência.