Modelagem e simulação numérica da combustão gasosa laminar sem pré-mistura

Abstract

O presente trabalho apresenta a comparação entre dois modelos de combustão gasosa laminar sem pré-mistura em dois níveis de complexidade diferentes. Metano e ar são usados como combustível e oxidante, respectivamente. O primeiro método assume química infinitamente rápida, adotada pelo Modelo Folha de Chama. O método mais complexo, nomeado como Modelo de Taxa Química Finita, usa o mecanismo quasi global para descrever as reações químicas. Para a modelagem, equações diferenciais para massa, energia e quantidade de movimento (em geometria bidimensional axissimétrica) são resolvidas numericamente pelo Método de Volume de Controle de Elementos Finitos. O código utilizado foi programado para a linguagem do software MATLAB. Alguns resultados obtidos pela simulação numérica são comparados com dados experimentais e foi observada boa acurácia nos perfis de temperatura, velocidade e fração molar. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work presents a comparison between two models of non pre-mixed laminar gas combustion with different complexity levels. Methane and air are used as fuel and oxidant, respectively. The first method assuming infinitely fast chemistry, adopted for the Flame Sheet Model. The most complex, named Finite Rate Chemistry Model, uses the quasi-global mechanism to describe the chemical reactions. To modeling, a set of differential equations for mass, energy and momentum (two dimensional axisymmetric geometry), unsteady, are solved numerically by a Control Volume Finite Element Method. The numeric code was programmed in MATLAB language. Some results obtained by numerical simulation are compared with experimental data and good agreement is observed for the prediction of temperature, velocity and mole fraction profiles.