Estudo experimental do comprimento visível de chamas não pré-misturadas de gás natural diluídas com dióxido de carbono

Abstract

O estudo da estabilização de chamas não pré-misturadas é de suma importância para que se possa delimitar faixas de operação de queimadores de unidades petrolíferas. As recentes descobertas das reservas do pré-sal brasileiro que apresentam elevados teores de dióxido de carbono no gás natural associado motiva a necessidade de estudo de chamas não pré-misturadas de gás natural diluídas com este inerte. Para tanto, usou-se uma bancada experimental para analisar a influência do dióxido de carbono nos valores de altura de chama e altura de levantamento para diferentes diluições em função do número de Reynolds. As alturas foram determinadas por imagens fotográficas. Para fins de comparação, os resultados foram apresentados juntamente com soluções analíticas encontradas na literatura. Constatou-se que o acréscimo de dióxido de carbono no gás natural reduz a altura da chama e favorece o levantamento e a extinção da chama. Na comparação com as soluções analíticas, os resultados encontrados apresentam boa concordância em regiões distantes da transição para a turbulência e da extinção.

The study of the stabilization of nonpremixed flames plays an important role in the combustion control. The recent discoveries of the brazilian pre-salt reserves which show high levels of carbon dioxide mixed with associated natural gas motivate the study of the visible length of nonpremixed flames of natural gas diluted with this inert. Thus, a testing bench was used in order to analyze the influence of carbon dioxide in the flame length and liftoff distance for different dilutions depending on the Reynolds number. The heights were determined by photography images. The results were compared with analytical solutions found in the literature. The outcome was that the addition of carbon dioxide in natural gas reduces the flame length and favors flame lifting and extinction. In the comparison with analytical solutions, the results show good agreement for regions far from the transition to turbulence and blowout.