Desenvolvimento de uma nova metodologia de cálculo de emitância de gases de combustão utilizando dados espectrais

Abstract

Gases de combustão emitem e absorvem radiação em uma ampla faixa de temperaturas, porém não de forma continua em relação ao comprimento de onda. As principais referências na literatura contêm tabelas de emitância para dióxido de carbono, vapor d’água e suas misturas que foram produzidas através de medições experimentais há mais de 50 anos. Utilizando dados espectrais atualizados do HITEMP-2010 e os inserindo numa rotina de cálculo em linguagem Fortran, este trabalho atualiza as tabelas disponíveis na literatura. Os valores calculados de emitância diferem em até 10% para dióxido de carbono e 25% para vapor d’água quando comparados por aqueles propostos por Hottel em 1954 e foi possível perceber que a simplificação proposta por Hottel de uma variável comprimento-pressão não fornecem uma boa estimativa para valores de pressão parcial menor que 0,2 atm. Neste trabalho é apresentado uma nova metodologia que obtém valores aceitáveis de erro para uma grande faixa de comprimentos característicos e pressões parciais típicas de produtos de combustão.

Combustion gases emit and absorb radiation in a wide range of temperatures; however, they do not do so continuously regarding the wavelength. The main references in literature contain charts for the emittance of carbon dioxide, water vapor and their mixtures that were produced more than fifty years ago. Using new spectral data from HITEMP-2010 and inserting them in a code in Fortran language, this work refreshes the charts available in literature. The values calculated of emittance differ in up to 10% for carbon dioxide and 25% for water vapor while compared to those presented by Hottel in 1954. It was possible to realize that the simplification proposed by Hottel of a variable “pressurelength” does not provide a good approximation for values of partial pressure lower than 0,2 atm. In this work a new methodology is presented, with which one can manage to attain acceptable error levels while in a wide range of lengths and partial pressures typical of combustion products.