Simulações de chamas turbulentas de etanol com modelo de turbulência k-E. / Turbulent ethanol spray flame simulations with k-E turbulence model.

AUTOR(ES)

Fernando Luiz Sacomano Filho

FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

21/06/2011

RESUMO

Diversos equipamentos industriais utilizam processos de combustão com sprays. As principais vantagens deste processo estão relacionadas ao aumento do controle da chama e à maior segurança na logística do combustível líquido. Atualmente, o interesse na utilização de bio-combustíveis como alternativa para a redução na emissão de dióxido de carbono é crescente. Entre os tipos de bio-combustíveis o etanol se destaca por ser utilizado em vários países misturado à gasolina no setor de transportes. Partindo deste panorama, o presente trabalho apresenta a modelagem e simulação de uma chama turbulenta de spray de etanol. Os resultados das simulações realizadas são comparados com dados experimentais da literatura. O modelo resultante baseia-se no método dos volumes finitos para escoamentos com baixo número de Mach e em regime permanente. O spray foi calculado com a aproximação de escoamentos separados com uma formulação Euler-Lagrange, em que a fase dispersante é modelada com a abordagem Euleriana, enquanto que a fase dispersa é modelada com a abordagem Lagrangeana. As duas fases foram completamente acopladas nos dois sentidos. O modelo de turbulência k- Padrão foi utilizado na fase dispersante. A evaporação de gotículas foi considerada, em que o modelo de condutividade infinita foi utilizado para a fase líquida. Dessa forma, a distribuição de temperaturas no interior da gotícula é uniforme, porém varia conforme ela se move no spray. Para reproduzir os efeitos do resfriamento evaporativo, a combustão foi modelada com um modelo de folha de chama modificado que considerou uma função joint -PDF de fração de mistura e entalpia. Transferências de calor por radiação foram negligenciadas neste trabalho. Aproximações razoáveis foram obtidas entre os perfis medidos e calculados de temperatura média da fase gasosa e de distribuições de tamanhos de gotículas. Algumas discrepâncias foram observadas nas comparações entre os perfis do componente axial de velocidade média da fase gasosa, que foram atribuídas à difusão superestimada das quantidades médias transportadas pela fase gasosa nas simulações.

ASSUNTO(S)

alternative fuels combustão combustion combustíveis renováveis etanol ethanol simulação. simulation.

Documentos Relacionados

• Desenvolvimento de um codigo de calculo utilizando o metodo dos volumes finitos e o modelo de turbulencia K-E para solução de problemas bidimensionais
• Cálculo do escoamento turbulento e transferência de calor na região de entrada de tubos e entre placas paralelas com duas versões do modelo K-e para baixos números de Reynolds
• Técnicas de estabilização de chamas difusivas turbulentas
• Modelo para avaliação de sustentabilidade da agroindústria de etanol
• MODELO ESPECTRAL DE HEISENBERG APLICADO AO DECAIMENTO DA TURBULÊNCIA NA CAMADA RESIDUAL