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Título: ESTUDO NUMÉRICO DO RETORNO DE CHAMA EM ESCOAMENTOS LAMINARES EM TUBOS CIRCULARES
Autor: LEONARDO TCHEN HAO HANG WEI
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  LUIS FERNANDO FIGUEIRA DA SILVA - ORIENTADOR
MARIA CLARA DE JESUS VIEIRA - COORIENTADOR

Nº do Conteudo: 51092
Catalogação:  04/01/2021 Liberação: 04/01/2021 Idioma(s):  PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo:  TEXTO Subtipo:  TRABALHO DE FIM DE CURSO
Natureza:  PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=51092@1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=51092@2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.51092

Resumo:
A combustão é um processo de extrema importância em diversas indústrias, servindo tanto para a geração de energia ou para a queima de gases nocivos ao meio ambiente como o metano. Durante a combustão, pode ocorrer o o fenômeno conhecido como retorno de chama (flashback), onde a chama se propaga a montante dentro do tubo. Esse fenômeno pode causar prejuízos financeiros e danos materiais caso a chama retorne para as tubulações pois os equipamentos de transporte de gases não é projetado para aguentar as elevadas temperaturas e pressões que a combustão implica. Em estudos recentes são realizadas adaptações de malha de acordo com o gradiente de temperatura para simular o processo de combustão. A cinética química detalhada vêm sendo empregada em análises mais recentes para melhor descrever as reações químicas. A influência de parâmetros como a velocidade do escoamento e a riqueza da mistura foram estudados com condições de contorno de parede adiabática e isotérmica para determinação do flashback. O presente trabalho destina-se a análise de chamas pré misturadas de metanoar quando ocorre flashback em tubos circulares. No início da simulação é imposto um perfil de temperatura determinado para fornecer a energia necessária para ocorrer a combustão e um perfil de velocidade do escoamento de Poiseuille na entrada do tubo. As equações resolvidas são as de estado dos gases ideais, continuidade, quantidade de movimento, de espécies químicas e de energia. São estudadas duas condições de contorno térmicas na parede, adiabática e isotérmica. Conforme a combustão ocorre, é realizada uma adaptação de malha baseada no gradiente de temperatura. A adaptação é necessária para descrever adequadamente as reações químicas mais rápidas, o que não ocorre numa malha mais grosseira. Os resultados mostram que o perfil de temperatura dentro do tubo para as paredes adiabáticas e isotérmicas diferem nitidamente devido a troca de calor. Também foi observado que a velocidade média do escoamento precisa ser maior do que a velocidade da chama plana para que não ocorra flashback.

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