Estudo experimental do comportamento da fração radiante em queimadores porosos

Abstract

Queimadores de meios porosos têm sido o foco de diversos estudos, devido às suas vantagens em diferentes aplicações na indústria, por possuir uma emissão de radiação térmica direcional e pouca emissão de poluentes, causando benefícios em relação a produtividade e ao meio ambiente. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é analisar o comportamento da radiação em queimadores de diferentes porosidades e materiais, variando a riqueza da mistura ar/combustível. Para isto foi construída uma bancada experimental composta por um sistema de alimentação ar/combustível, aquisição de dados, queimador, suporte para o sensor de radiação e o próprio radiômetro. Essa estrutura permite o deslocamento do dispositivo de 0° a 90°, possibilitando a análise da radiação a partir da área de um hemisfério. Constatou-se que o material composto por carbeto de silício possui maior eficiência de radiação que a zircônia, o que era esperado dado a sua maior condutividade térmica e emissividade. Contudo, o carbeto de silício degradou em uma das medições. A matriz de ZrO2 mostrou-se difícil de estabilizar a razões de equivalência inferiores a 0,6. Em relação a porosidade conclui-se que quanto maior a porosidade maior a eficiência de radiação, resultado previsto devido a maior área de contato para que ocorra a reação no interior dos poros.

Porous burners media has been the focus of many studies due to its advantage in different applications in industry, having a directional emission of thermal radiation and low emission of pollutants, resulting in benefits regarding productivity and environment. Thus, the aim of this paper is to analyze the behavior of radiation tax on materials of different linear densities and materials, varying the rate of air/fuel mixture. For this it was constructed a experimental set that consists of a supply system of air/fuel, data acquisition, burner support for the radiation sensor and the radiometer itself. This structure enables the displacement from 0° to 90° allowing the analysis of radiation in the area of a hemisphere. It was found that the silicon carbine has higher radiation efficiency than zirconia, which was expected, given its greater thermal conductivity and emissivity. However, the silicon carbide degraded in one of the measurements. The ZrO2 matrix has proved difficult to stabilize for equivalence ratios below 0.6. Regarding the porosity it is concluded that the greater the porosity the greater the radiation efficiency, the expected result, because there is a larger contact area for the reaction to occur within the pores.