Dissertação
{pt_PT=Flashback and Blowoff Stability Analysis of Hydrogen Enriched Natural Gas using Bunsen Flames} {} EVALUATED
{pt=Nesta tese foram estudados os impactos do enriquecimento de gás natural com hidrogénio em aspectosfundamentais da combustão, como os fenómenos de flashback e blowoff em chamas de Bunsen. Análisedimensional foi usada para prever o início do flashback e também foram aplicadas técnicas departicleimage velocimetryno escoamneto isotérmico para verificar se as suposições subjacentes normalmentefeitas no estudo de gradientes de velocidade crítica eram válidas.Seis misturas de combustível desde metano puro, NG100, a NG60 H40, 3 diâmetros diferentes, 7 mm,10 mm e 14 mm e 6 diferentes razões de equivalência de 0,8 a 1,3, foram usadas nas experiências.Duas equações que descrevem a variação dos gradientes de velocidade crítica para o gás natural compercentagem de hidrogénio xH2e razão de equivalênciaφforam sugeridas. Relativamente aos limites defuncionamento de um queimador de Bunsen, os diâmetros e gamas óptimos de caudais admissíveis foramapresentados na forma de diagramas de Glassman e analisados para os teores de hidrogénio mais elevadosaceites em Portugal tendo em conta o Índice de Wobbe.A análise dimensional mostrou bons resultados ao interpolar os dados de flashback, fornecendo ev-idências de que "K" não é de facto constante, mas varia significativamente com as diferentes misturasutilizadas. Tomando os valores de K obtidos, a mistura NG90 H10 seria a menos suscetível a sofrer flash-back enquanto a mistura NG60 H40 seria a mais suscetível a sofrer flashback. A comparação dos perfisde velocidade medidos com os perfis de velocidade calculados mostrou que a suposição de escoamento dePoiseuille pode fornecer valores não realistas ao calcular gradientes de velocidade crítica de blowoff., en=In this thesis, the impacts of hydrogen enrichment of natural gas in fundamentals combustion aspects suchas the flashback and blowoff phenomena in Bunsen Flames were studied. At the same time, dimensionalanalysis was used to predict the onset of flame flashback and also applied particle image velocimetrytechniques on the isothermal flow field to verify whether the underlying assumptions typically made onthe study of critical velocity gradients were valid.Six fuel mixtures from pure methane, NG100, to NG60 H40, 3 different diameters, 7mm, 10mm and14mm and 6 different equivalence ratios from 0.8 to 1.3, were used in the experiments.Two equations describing the variation of the critical velocity gradients for natural gas with hydrogenpercentage xH2and equivalence ratioφwere suggested. Regarding the operation limits of a Bunsenburner, the optimum diameters and ranges of admissible flows were presented in the form of Glassmandiagrams and analysed for with highest hydrogen content accepted in Portugal taking into account theWobbe Index.The dimensional analysis showed good results when interpolating the results of flashback data, pro-viding evidence that "K" is not in fact a constant, but varies significantly with different mixtures used.Taking the values of K obtained, the mixture NG90 H10 would be the least susceptible to flashback whilethe mixture NG60 H40 would be the most susceptible to flashback. The measured velocity profiles com-parison against the calculated velocity profiles showed that the assumption of Poiseuille flow can providenon realistic values when calculating blowoff critical velocity gradients.}
outubro 11, 2021, 15:0
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