[pt] DESENVOLVIMENTO DE UM QUEIMADOR PARA O ESTUDO DE CHAMAS TURBULENTAS PRÉ-MISTURADAS COM SWIRL

[en] DEVELOPMENT OF A BURNER FOR THE STUDY OF TURBULENT FLAMES PREMIXED WITH SWIRL

[pt] LETICIA CARNEIRO PITON

[pt] TURBULENCIA

[pt] CHAMAS PRE-MISTURADAS

[pt] SWIRL

[pt] ESTUDO EXPERIMENTAL

[pt] COMBUSTAO

[en] TURBULENCE

[en] PREMIXED FLAMES

[en] SWIRL

[en] EXPERIMENTAL STUDY

[en] COMBUSTION

[pt] A ciência e a tecnologia da combustão têm um grande impacto nos setores industrial, de transporte e de geração de energia elétrica. Tecnologias de combustão turbulenta pré-misturada vêm sendo desenvolvidas como soluções efetivas para reduzir a formação de NOx e de fuligem em turbinas a gás e queimadores industriais. Estas tecnologias envolvem por vezes a utilização da combustão estabilizada por swirl. Portanto, o objetivo geral deste trabalho é desenvolver um queimador laboratorial para estudar chamas turbulentas pré-misturadas de hidrocarbonetos e de ar em presença de swirl. Utilizou-se duas geometrias diferentes de swirler, uma câmara de combustão de área de seção transversal quadrada, além de uma câmera ICCD para realizar captura de imagens de quimiluminescência. Caracterizou-se o queimador em termos de potência emitida e número de Reynolds. Como resultado, obteve-se diferentes topologias de chamas confinadas, que foram relacionadas com a composição e a riqueza da mistura. A partir da técnica de Inversão de Abel foi possível obter imagens deconvoluídas. Por fim, traçou-se diagramas de regimes de combustão identificando as fronteiras entre regimes estáveis e instáveis de combustão.

[en] Science and Combustion Technology have a major impact on the industrial, transportation and electric power generation sectors. Technologies of premixed turbulent combustion have been developed as effective solutions to reduce NOx and soot formation in gas turbines and industrial burners. These technologies involve use of swirl stabilized combustion. Therefore, the general objective of this work is to develop a laboratory burner to study flames turbulent pre-mixed hydrocarbons and air in the presence of swirl. Two different swirler geometries, one combustion chamber of square crosssectional area and an ICCD camera were used to perform chemiluminescence imaging, among other experiments. The burner was characterized in terms of emitted power and Reynolds number. As a result, different flame topologies were obtained, which were related to the composition and richness of the mixture. From the technique Abel s Inversion, it was possible to get deconvoluted images. Finally, combustion scheme diagrams were plotted by identifying the boundaries between stable and unstable combustion regimes.

LUIS FERNANDO FIGUEIRA DA SILVA

2018-03-02

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.33177