Dissertação

{pt_PT=Estabilidade de chamas laminares de pré-mistura Metano/Ar em queimadores multi-jato} {} EVALUATED

{pt=A presente tese avalia os mecanismos que afetam a estabilidade de uma chama cónica laminar de pré-mistura metano/ar. A chama está ancorada num disco com um furo no seu centro de 6.5 mm de diâmetro e 0.5 mm de espessura. O objetivo do trabalho passa por avaliar na geometria, acima descrita, a variação dos radicais quimiluminescentes e a influência da atmosfera envolvente na zona de ancoragem de chama, variando a razão de equivalência e o número de Reynolds da pré-mistura injetada no queimador. Assim, a análise de estabilidade consiste em avaliar os limites de estabilidade de chama em atmosfera normal e em atmosfera controlada recorrendo à utilização de gás inerte, nomeadamente azoto e árgon. Para descrição e quantificação do campo de velocidades gerado pela chama e pela atmosfera envolvente recorreu-se à técnica Particle Image Velocimetry (PIV). Em contrapartida, a análise dos radicais de chama, foi realizada com recurso à espectroscopia. Depois de avaliados os efeitos macro e microscópios na zona de ancoragem e as suas implicações na estabilidade de chama, concebeu-se uma nova solução geométrica que visa atenuar ou, se possível, inibir estas causas de instabilidade. Consumou-se, utilizando as mesmas técnicas de análise, que a nova geometria concebida permitiu um ganho de estabilidade na ordem dos 1200 %, o que implica um ganho de potência da mesma grandeza, e atinge razões de equivalência mais pobres, comparativamente, com a geometria anterior, de 0.85 para 0.7., en=The present thesis evaluate the mechanisms that affect the stability of a laminar conical premixed methane/air flame. The flame is anchored to a disc with a hole in its center of 6.5 mm diameter and 0.5 mm thickness. The first goal of the present work was to evaluate the chemiluminescence radicals variation and influence of the surrounding atmosphere in the flame anchoring zone, by varying the equivalence ratio and the Reynolds number of the mixture. Thus, the stability analysis consists in evaluating the flame stability limits in normal atmosphere and in controlled one where a inert gas as nitrogen or argon was employed. For the description and quantification of the velocity fields generated by the flame and by surrounding atmosphere, Particle Image Velocimetry (PIV) technique was carried out. On the other hand, the analysis of flame radicals, was performed by spectroscopy. After evaluating the macro and microscopes effects in the anchor zone, and also its implications on flame stability, a new geometric solution was conceived to attenuate or, if possible, inhibit these causes of instability. It was conclusive, using the same analysis techniques, that the new geometry designed allowed a gain of stability in the order of 1200 %, which implies a power gain of the same magnitude. In addition, poorer equivalence ratios can be achieved when compared to the initial geometry, going from 0.85 to 0.7.}
{pt=Estabilidade, Ancoragem de Chama, Difusão, Convecção, Diluição, Chamas Laminares, en=Stability, Flame Anchor, Diffusion, Convection, Dilution, Laminar Flames}

Junho 24, 2019, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Luísa Maria Leal da Silva Marques

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

Investigador Auxiliar

ORIENTADOR

Edgar Caetano Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar