Dissertação

{pt_PT=Influence of the flame holder on the stabilization and morphology of inverted methane-lean premixed flames} {} EVALUATED

{pt=O presente trabalho analisa o impacto do estabilizador de chama na estabilização e morfologia de chamas invertidas, de pré-mistura de metano/ar em regime pobre. Dois estabilizadores de chama diferentes foram testados: um estabilizador feito em aço AISI 316 (SS), com condutividade térmica crescente para maior temperatura (T); um estabilizador no mesmo aço revestido com uma camada de óxido de cobalto (SSCo), com uma tendência contrária, preparado por eletrodeposição utilizando o método dynamic hydrogen bubble template (DHBT). A análise de estabilidade sugere que, para maiores velocidades de mistura (Umix), o estabilizador SSCo apresenta menor razão de equivalência para condições de blow-off quando comparado com o estabilizador SS. Esta tendência reverte-se para menores valores de Umix. Perto de condições de blow-off, as chamas ancoradas no estabilizador SS exibem menor raio de curvatura na base de chama, Rb, para maiores valores de Umix; para o estabilizador SSCo, Rb apresenta um comportamento mais constante. Com o aumento da razão de equivalência, Rb aumenta para ambos os estabilizadores. As elipses de ajuste permitiram a definição de um critério para identificar uma mudança de morfologia para um factor de forma de elipse próximo da unidade. As estimativas obtidas para a distância de stand-off, L0, indicam que as chamas estão mais próximas do estabilizador SSCo e mais afastadas no caso SS. O mecanismo de estabilização proposto sugere que para menores perdas de calor para o queimador (menor condutividade térmica), a velocidade de chama aumenta, permitindo à chama estabilizar mais perto do estabilizador. , en=The present work assesses the impact of the flame holder in the stabilization and morphology of inverted methane-lean premixed flames. Two different flame holders were tested: an AISI 316 stainless steel (SS) flame holder, with increasing thermal conductivity for increasing temperature (T); a cobalt (Co) oxide coated stainless steel flame holder (SSCo), with the opposite trend, prepared by electrodeposition using the dynamic hydrogen bubble template (DHBT) method. Stability analysis suggest that, for higher mixture velocities (Umix), the SSCo flame holder present lower equivalence ratio for blow-off conditions when compared with the SS flame holder. This trend is reversed for lower mixture velocities. Near blow-off conditions, the flames of the SS flame holder exhibited lower radius of curvature at the flame base, Rb, with increasing Umix; for the SSCo flame holder, Rb presented a more constant behaviour. With increasing equivalence ratio, Rb increased for both flame holders. The fitting ellipses allowed to define a criterion to identify a morphology transition from a singluar inverted flame to two distinct isolated flame fronts. This shift occurs for an ellipse aspect ratio close to unity. The estimations obtained for the flame stand-off distance, L0, indicate that the flames are closer to the SSCo flame holder surface and further away for the SS case. The proposed stabilization mechanism suggest that for lower heat losses to the flame holder (lower thermal conducitivity), the flame burning velocity increases, allowing the flame to stabilize closer to the flame holder.}
{pt=Estabilizador de chama, condutividade térmica, chama invertida, blow-off de chama, morfologia de chama., en=Flame holder, thermal conductivity, inverted flame, flame blow-off, flame morphology.}

Junho 27, 2018, 15:0

Orientação

ORIENTADOR

Edgar Caetano Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Luísa Maria Leal da Silva Marques

Centro de Estudos em Inovação, Tecnologia e Políticas de Desenvolvimento (IN)

Especialista