Análise de radiação emitida por chamas turbulentas de gás natural

Abstract

O presente trabalho estuda modelos para estimativa do fluxo de calor radiativo proveniente de chamas turbulentas difusivas. Para isso, utiliza-se uma bancada experimental onde são captados os valores do fluxo de chamas de gás natural, em um queimador tipo jato simples de 7,55 mm de diâmetro. As vazões de trabalho são controladas para chamas estabilizadas operando entre 5 e 150 L/min. Tendo em vista dois modelos consagrados na literatura (Múltiplas Fontes Pontuais Ponderadas e Modelo de única Fonte Pontual) para o cálculo do fluxo de calor radiativo, um terceiro modelo (Modak, 1977) é adaptado às chamas turbulentas. Este modelo simula analiticamente a aquisição de radiação térmica de uma chama. Uma vez que a superfície que representa a chama exerce grande influência na transferência de calor radiativo, são investigadas três diferentes geometrias. Os dados experimentais serviram como critério na avaliação dos resultados fornecidos pelos três modelos, indicando melhor concordância com o modelo de Modak, 1977, tanto para baixas, quanto para altas vazões de gás natural. Entretanto, os outros dois modelos apresentaram resultados satisfatórios em altas vazões.

The present study promotes a searching of models to predict radiant heat flux arising from non-premixed turbulent flames. Aiming this, radiative heat flux distributions are measured along the height of natural gas non premixed flames. The flames are set in a range from 5 to 150 L/min. Three models to estimate the radiant heat flux are studied: Two main radiation models are wide known, which are Weighted Multiple Points Source, and Single Point Source. A third one, performed by Modak, 1977, is adjusted to work on the turbulent jet fire, and is able to simulate radiant heat flux from a static surface that represents the flames. Once the surface has an expressive influence on the results, this essay looks into three different geometries and typifies the fittest one regarding the experimental data, showing that the model presented by Modak best describes the behavior of all diffusion flames with a polynomial axisymmetric contour. The results provided by the further models show that they are best fitted to larger flames.