Simulação numérica de chamas difusivas de hidrogênio atravésdas equações de Navier-Stokes
DOI:
https://doi.org/10.5902/2179460X66842Palavras-chave:
Hidrogênio, Chamas Difusivas, Mecanismo Reduzido, Simulação NuméricaResumo
A procura por novas fontes de combustíveis alternativos, para substituir o uso de combustíveis fósseis e diminuir aemissão de gases, tem aumentado nos últimos anos. O hidrogênio tem se tornado cada vez mais um combustívelalternativo interessante, pois não produz gás de efeito estufa CO2e oferece potencial de redução de poluentes NOXe pode aumentar a economia de combustível quando usado em misturas de hidrocarbonetos. Neste trabalho foirealizado a simulação numérica para chamas difusivas de hidrogênio no interior de uma câmara de combustão noformato retangular. Portanto, foram aplicadas as equações reativas de Navier-Stokes, fração de mistura para o fluxoe para a parte química o método Flamelet. Para a modelagem da turbulência, foram usados a técnica conhecidacomo simulação em grandes escalas (LES), e o método de diferenças finitas para discretizar as equações. Tambémforam realizadas simplificações e adimensionalizações nos termos das equações com a finalidade de diminuira complexidade do problema. Os resultados numéricos obtidos foram comparados com dados encontrados naliteratura, estão em concordância com estes.
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Referências
CORRÊA, L., MOMPEAN, G., KUROKAWA, F. A., SOUSA, F. S. (2018). Temporal large-eddy simulations of the lid-drivencavity by finite volume method. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 40, 1–17.
DE BORTOLI, A. L. (2009). Analitical/numerical solutionfor confined jet diffusion flame (sandia flame c). Latin AmericanApplied Research, 39, 157–163.
DE BORTOLI, A. L., ANDREIS, G. S. L., PEREIRA, F. (2015). Modeling and Simulation of Reactive Flows. Elsevier.
DOS SANTOS, F. M. S. M., DOS SANTOS, F. A. C. M. (2005). O combustivel hidrogenio. Revista Educação, Ciência eTecnologia, 31, 252–270.
FORTUNA (2000). Tecnicas computacionais para dinâmica dos fluidos: conceitos e aplicações. Edusp, São Paulo.
FOX, MCDONALD, PRITCHARD (2010). Introdução à dinâmica dosfluidos, 8o edn. LTC.
GAYDON, A. G., WOLFHARD, H. G. (1979). Flames: Their Structure, Radiation and Temperature, 4o edn. Chapman andhall.
HOERLLE, C. A., ZIMMER, L., PEREIRA, F. M. (2017). Numerical study of CO2effects on laminar non-premixed biogasflames employing a global kinetic mechanism and the flamelet-generated manifold technique. Fuel, 203, 671–685.
LABORATORIES, S. N. (1996). Proceedings of the international workshop on measurement and computation of turbulent nonpremixed flames. https://public.ca.sandia.gov/TNF/inc/TNF1_Proceedings.pdf?,acessed 20 May 2019.
LAW, C. K. (2006). Combustion Physics. Cambridge University Press, USA.
LIU, J., FUYUAN, Y., HEWU, W., MINGGAO, O. (2012). Numerical study of hydrogen addition to DME/CH4 dual fuel RCGI engine. International Journal of Hydrogen Energy, 37, 8688–8697.
LORENZETTI, G. S., DE BORTOLI, A. L., MARCZAC, L. D. F. (2012). A numerical method for the solution of confinedco-flowing jet diffusion flames. Latin American Applied Research, 42, 27–32.
MARINOV, N. M., WESTBROOK, C. K., PITZ, W. J. (1995). Detailed and global chemical kinetics model for hydrogen. Lawrence Livermore National Laboratory, pp. 1–32.
PETERS, N. (1986). Laminar flamelet concepts in turbulent combustion. Twenty-First Symposium on Combustion, pp.1250–1251.
PETERS, N. (1992). Fifteen Lectures on Laminar and Turbulent Combustion. Ercoftac Summer School.
PETERS, N. (2004). Turbulent Combustion. Cambridge University Press.
PITSCH, H. (2006). Large-eddy simulation of turbulent combustion. Annu Rev Fluid Mech, 38, 453–482.
POINSOT, T., VEYNANTE, D. (2001). Theoretical and Numerical Combustion. R. T. Edwards, Inc.
SCHIESTEL, R. (2008). Modeling and Simulation of Turbulent Flows. Jonh Wiley & Sons, Inc.
TURNS, S. R. (2013). An introduction to combustion, 3o edn. McGraw Hill, Boston.
VAZ, F. A., DE BORTOLI, A. L. (2014). A new reduced kinetic mechanism for turbulent jet diffusion flames of bioethanol. Applied Mathematics and Computation, 247, 918–929.
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