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Título: Estudo dos efeitos do campo gravitacional na combustão sem pré-mistura de metano
Autor(es): Silva, Rafael Freitas de Farias da
Orientador(es): Cunha, Fábio Alfaia da
Assunto: Reações químicas
Gravitação
Método de folha de chama
Metano
Data de apresentação: 2020
Data de publicação: 14-Abr-2021
Referência: SILVA, Rafael Freitas de Farias da. Estudo dos efeitos do campo gravitacional na combustão sem pré-mistura de metano. 2020. 52 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeroespacial)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
Resumo: O presente trabalho tem como finalidade estruturar a metodologia para avaliar efeitos que o campo gravitacional tem sobre a chama laminar difusiva do metano com ar padrão simplificado. Neste trabalho, foi mostrado o desenvolvimento matemático aplicado para este tipo de chama, que é utilizado no software MATLAB para fazer simulações numéricas. O modelo de Folha de Chama é utilizado para descrever o tipo de combustão, assumindo reações químicas infinitamente rápidas e desprezando espécies intermediárias. É obtido a região do contorno da chama, onde ocorre a reação química da combustão, além do campo de temperaturas, e velocidade e fração molar das espécies químicas consideradas, em diferentes regiões da chama. Os resultados obtidos numericamente são então comparados com resultados coletados de uma chama experimental desenvolvida em um câmara de difusão, já disponível na literatura, e validam o modelo numérico utilizado. São então comparados resultados de chamas submetidas a diferentes níveis de gravidade, onde são observados efeitos da microgravidade na combustão do metano.
Abstract: The present work aims at structuring the methodology to evaluate effects that the gravi tational field has over the diffusive laminar flame of methane with simplified standard air. In this work, it is presented the mathematical development applied to this type of flame, that is utilized in the MATLAB software to run numerical simulations. The Flamesheet model is used to describe the type of combustion, assuming infinitely fast chemical reac tions and ignoring intermediate species. It is obtained the flame edge region, where the combustion chemical reaction happens, besides the temperature field, speed and molar fraction of the considered chemical species, in different regions of the flame. The results obtained numerically are then compared with results of an experimental flame developed on a diffusion flame chamber, already available on the literature, and validate the numer ical model used. The results of flames under different levels of gravity are then compared, where are observed effects of the microgravity in the combustion of methane.
Informações adicionais: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Bacharelado em Engenharia Aeroespacial, 2020.
DOI: http://dx.doi.org/10.26512/2020.TCC.27230
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