Combustão de gotas com escape de combustível pela chama para simular regime de combustão “Cool Flame”

• Autor(a) principal: Vergütz, Alan Júnior
• Data de Publicação: 2016
• 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/1816
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Combustão; Chama (Combustão); Engenharia Mecânica; Mechanical Engineering; Combustion; Flame (Combustion); Cool Flame

Recentemente um novo regime de queima de gotas, conhecido como regime “cool flame”, tem sido alvo de investigação por apresentar características diferentes da queima convencional. No regime cool flame a combustão ocorre em duas fases distintas. Na primeira, a gota sofre uma queima normal, com uma chama visível em torno da mesma. Na segunda, a radiação luminosa da chama se extingue, porém, a gota permanece vaporizando sem chama visível e com uma temperatura mais baixa. Além disso, a gota apresenta uma taxa de vaporização praticamente igual a primeira fase. No final da segunda fase, uma nuvem de vapor é formada em torno da gota. Simulações numéricas de cinética química atribuem essa nuvem como sendo resultado do combustível não queimado pela chama. Com a ideia de combustível não queimado, o presente modelo tem por finalidade utilizar um modelo clássico de queima de gotas e impor um escape de combustível pela chama, processo que é um dos efeitos apontados como responsável por manter a chama no regime de cool flame. O modelo clássico é baseado na hipótese de chama estreitamente fina onde o combustível e o oxidante são totalmente consumidos, permitindo que o modelo de Shvab- Zeldovich seja utilizado sem a necessidade de envolver a cinética química no modelo. Os resultados mostram que com o aumento do escape de combustível a temperatura da chama diminui e a chama se aproxima da gota. Porém, a taxa de vaporização, não é tão sensível ao aumento de escape de combustível mantendo-se praticamente constante. Estes comportamentos estão de acordo com análises experimentais observadas no regime cool flame. Considerando um escape de combustível elevado, é possível encontrar a chama a uma distância medindo cinco vezes o raio da gota, coincidindo com os resultados obtidos por modelos de cinética química. Contudo, apesar desses dados concordarem com os obtidos experimentalmente, o modelo é limitado, pois o ecape de combustível é imposto pelo modelo, enquanto que deveria ser uma incógnita a ser resolvida. Mesmo assim, o modelo é útil para estimar parametricamente o comportamento das propriedades em função do escape de combustível pela chama.