Dissertação

Micro Combustion Chambers for UAV propulsion EVALUATED

Os recentes desenvolvimentos no campo das micro-tecnologias levaram a um aumento do interesse pela miniaturização de sistemas. O principal objectivo desta tese é estudar a forma de como um parâmetro geométrico e dois parâmetros térmicos afectam a estrutura de chama. Foi efectuado o estudo numérico 2D de uma chama de pré-mistura, laminar (0.5m/s), pobre (phi=0.9) de CH4-ar num micro-canal no software COMSOL Multiphysics. Os efeitos da altura do canal (0.4, 0.6 e 1mm), da condutividade térmica da parede (adiabática, 2, 10 e 50 W/(mK)) e de uma perda de carga pela parede do canal (5 e 20 W) são avaliados. Várias quantidades são analisadas: temperatura, velocidade, fracção mássica de metano e rácio de reação. Uma diminuição da altura do canal entre o caso base (1mm) e o caso critico (0.4mm) induz uma redução nos valores de temperatura e velocidade de 36% e 45% respectivamente, levando a valores inferiores de conversão de metano ao longo do canal. É observada uma variação na forma de chama com o aumento dos valores de condutividade térmica, sendo que três tipos de forma de chama são identificados: côncava, plana e convexa. Para além disso, é possível observar que os valores mínimos de condutividade térmica levam a picos de temperatura localizados. Face aos valores base obtidos é observada uma diminuição de 45% e 27% nos valores da velocidade e temperatura respectivamente, para o caso de uma perda de carga na parede do canal de 20W, traduzindo-se numa conversão máxima de metano de 52%.
Micro-combustão, chamas de pré-mistura, análise numérica, mecânica dos fluidos, metano

Junho 20, 2018, 14:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

Edgar Caetano Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar