Dissertação

{pt_PT=The Influence of Burner Surface Morphology on Flame Stabilization} {} EVALUATED

{pt=O presente trabalho investiga a influência de superfícies de óxido de zinco (ZnO) com morfologia porosa na estabilização de chamas invertidas de pré-mistura ar-metano, em regime pobre. A síntese do material de ZnO foi realizada através da técnica de electrodeposição Dynamic Hydrogen Bubble Template (DHBT) sob condições específicas de crescimento, obtendo-se diversas configurações de material (não poroso e poroso). Cada morfologia sintetizada foi caracterizada estrutural e morfologicamente, avaliando-se a influência dos vários parâmetros de electrodeposição (solução electrolítica, tempo e densidade de corrente) no desenvolvimento e formação de material poroso. Desta técnica resultaram seis amostras de ZnO poroso com uma dimensão média de diâmetro de poros na gama dos 87 e 193 µm. Todo o material de ZnO poroso foi testado como superfície estabilizadora num queimador de dupla fenda para um intervalo de velocidades de escoamento (U) de 0,43 a 3,02 m/s. A análise experimental englobou técnicas de fotografia para visualização directa da chama e medições de temperatura da superfície com recurso a uma câmara termográfica. Os resultados mostram que para superfícies com um diâmetro de poros superior a 167 µm, a chama extingue-se para razões de equivalência (ϕ) mais elevadas quando comparado com uma superfície sem material depositado. Particularmente, foi registada uma variação do campo de velocidades para baixas velocidades (U<1,71m/s). Esta variação obriga a base da chama a aproximar-se da superfície de ZnO, uma nova estabilização ocorre, e consequentemente, há um aumento da transferência de calor para o material de ZnO. , en=The present work studies the influence of zinc oxide (ZnO) material with a porous morphology in the stabilization of an inverted air-methane flame, in lean conditions. The synthesis of ZnO material was done using the electrodeposition technique Dynamic Hydrogen Bubble Template (DHBT) under specific growth conditions, which produced different types of material configurations (non-porous and porous). Each synthesised material was characterized structural and morphologically, assessing the influence of the electrodeposition parameters (electrolytic solutions, time and current density) on growth of the porous material. As resulted of this technique six ZnO porous samples were obtained with a range of mean diameter porous size of 87 and 193 µm. All ZnO porous material was tested as a stabilization surface in a twin-slit burner with a working mixture velocity (U) range of 0,43 to 3,02 m/s. The experimental analysis included photography method for flame’s direct visualization and temperature measurements using a thermographic camera. The results show that for surfaces with porous diameter greater than 167 µm, occurs the flame blow-off for higher equivalence ratios (ϕ) when compared with a surface without deposited material. Particularly it has been recorded a change in the velocity profile for lower velocities (U< 1,71 m/s). This variation forces the approximation of flame base to the ZnO surface, a new stabilization occurs and consequently an increase of the heat transfer to the ZnO material. }
{pt=Superfícies Porosas de Óxido de Zinco, Electrodeposição, Chama Invertida, Estabilidade de Chama, Câmara Termográfica, Dimensão dos Poros, en=Zinc Oxide Porous Material, Electrodeposition, Inverted Flame, Flame Stability, Thermographic Camera, Pores Dimension}

Novembro 21, 2018, 18:0

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