Avaliação numérica do efeito de promotores de turbulência em uma câmara de combustão sobre o seu comportamento térmico
Este trabalho estuda numericamente os efeitos do emprego de promotores de turbulência nas entradas de ar e de combustível (metano) sobre o comportamento térmico de uma câmara de combustão. São resolvidas equações de conservação de massa, quantidade de movimento, energia, espécies químicas gasosas e...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:www.lume.ufrgs.br:10183/200674 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10183/200674 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Energia Turbulência Radiação Combustão Comportamento térmico Turbulators Radiation Turbulence-radiation interactions |
| Sumario: | Este trabalho estuda numericamente os efeitos do emprego de promotores de turbulência nas entradas de ar e de combustível (metano) sobre o comportamento térmico de uma câmara de combustão. São resolvidas equações de conservação de massa, quantidade de movimento, energia, espécies químicas gasosas e fuligem, e variância da flutuação de temperatura em coordenadas cilíndricas axissimétricas. O modelo de combustão é o Eddy Break-Up – Arrhenius, com reação de combustão em duas etapas. O modelo de turbulência é o k padrão. A modelagem das interações turbulência-radiação (TRI - do inglês: Turbulence-Radiation Interactions) considera a correlação combinada entre coeficiente de absorção e temperatura e a autocorrelação de temperatura. O termo fonte de calor radiativo é calculado com o método de ordenadas discretas, considerando o modelo da soma-ponderada-de-gases-cinza (WSGG – do inglês: weighted-sum-of-gray-gases) com correlações recentes. Para estudar o comportamento de um promotor de turbulência, foi alterado o parâmetro de intensidade de turbulência (IT) de ambas as correntes na entrada da câmara (ar e combustível), sendo utilizados valores de 3%, 6%, 15% e 20%, levando em consideração dois cenários de estudo: a transferência de calor radiativa na câmara de combustão e a influência das interações turbulência-radiação (TRI). Os resultados obtidos com o primeiro cenário estudado mostraram que os campos de temperatura e do termo fonte de calor radiativo, assim como a transferência de calor para a parede da câmara e a fração radiativa sofreram variações importantes com o aumento da intensidade de turbulência; em casos extremos (comparando intensidades de turbulência de 3% e de 20%) a taxa de transferência de calor por radiação na parede da câmara teve aumento de 68,2 kW (aumento de 54,2%). No cenário de estudo que compara o efeito das interações TRI, verifica-se um papel importante sobre o campo de temperaturas, no qual a temperatura máxima diminuiu com o aumento da intensidade do promotor de turbulência quando se consideraram as interações TRI; observou-se também que a transferência de calor radiativa aumentou quando as interações TRI foram consideradas (aumento na faixa de 20% para ambos valores de IT estudados), demonstrando assim a importância de considerar as interações TRI nos cálculos. |
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