Modelo teórico para combustão de gotas com formação de fuligem e transferência de calor por radiação

• Autor(a) principal: Dalenogare, Anderson Lixinski
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/1912
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Engenharia mecânica; Combustão de gotas; Shvab-Zel’dovich; Flamelet; Mechanical Engineering; Combustion of drops; Flamelet

Devido ao grande consumo de combustíveis fósseis, cerca de 90% do consumo mundial, torna-se necessário o uso moderado de combustíveis em diferentes aplicações, desde o consumo doméstico até em aplicações aeroespaciais. Neste sentido torna-se necessário o conhecimento dos processos físicos decorrentes da combustão para estimar níveis de poluição ou até mesmo o seu controle. O presente trabalho apresenta um modelo teórico de chama difusiva no entorno de uma gota esférica de combustível. O modelo é uma extesão da formulação de Shvab-Zel’dovich com a inclusão de perda de calor por radiação e perda de calor devido a formação de fuligem. A metodologia empregada para a solução do problema consiste em uma formulação simplificada de chama infinitamente estreita, onde o problema físico é representado pelas equações de conservação e suas devidas condições de contorno no regime laminar. A grande dificuldade para modelar o processo de combustão é devido ao termo de reação química presente nas equações de conservação que é fortemente não linear. Seguindo o procedimento de Shvab-Zel’dovich, combinações entre as equações de conservação são usadas para eliminar a dependência do termo de reação química da equações reduzindo o problema a um sistema de equações diferencias ordinárias. Este sistema de equações é integrado explicitamente pelo método conhecido por "Shootingt Method". Os resultados mostram que é possível obter uma formulação simples que modela a combustão na presença de formação de fuligem e perda de calor por radiação. O presente modelo também permite descrever os processos já conhecidos experimentalmente, como a diminuição da taxa de vaporização e mudança da posição da chama em relação a superfície do combustível com o aumento da formação de fuligem.