Caracterização do campo de temperatura de chamas utilizando termopares ultra-finos

Abstract

A combustão é o processo de geração de energia mais utilizado no mundo. Responde pela maior parte da energia utilizada para a produção de energia elétrica, térmica e nos transportes. No entanto, este processo é responsável pela formação de produtos tóxicos quando mal realizado, como o monóxido de carbono e a fuligem. Sendo assim, é de fundamental importância que se compreenda os fenômenos físicos da reação para que o processo possa ser executado da maneira mais eficiente possível. Um dos parâmetros que melhor descreve uma chama é o seu campo de temperatura. Desta forma, o objetivo do presente trabalho é medir o campo de temperatura de chamas laminares geradas por gás natural e ar. Para isso, um termopar ultra-fino foi fabricado. Aplicou-se uma correção por perdas por radiação. O instrumento foi validado pela comparação de resultados da temperatura medida e corrigida com a temperatura adiabática da chama, apresentando discrepância de 0,9% quando corrigido. Medições foram realizadas em uma chama laminar não pré-misturada apresentando resultados coerentes.

Combustion is the most used process for energy generation. It claims for the most part of the energy used for electric and thermal energy production and transportation. However, this process is responsible for the formation of toxic products when it is performed poorly, like carbon monoxide and soot. Thus, the comprehension of the physical phenomena of the reaction is of fundamental importance so that the process may be executed in the most efficient way. One of the parameters that best describes a flame is its temperature field. So the goal of the present work is to measure the temperature field of laminar flames generated by natural gas and air. For that, a fine wire thermocouple was manufactured. A correction for radiation loss was applied. The instrument was validated by comparing the results of the measured and corrected temperatures to the adiabatic temperature of the flame, presenting a discrepancy of 0.9% when corrected. Measurements were performed in a laminar non-premixed flame showing coherent results.