Estudo do efeito da adição de hidrogênio na transferência de calor por radiação em chamas turbulentas não-premisturadas de gás natural

Abstract

Neste trabalho, realizaram-se ensaios experimentais de chamas verticais turbulentas não premisturadas de gás natural com adição de hidrogênio entre 20% e 80% em volume. Adaptou-se o modelo integral em desenvolvimento no Laboratório de Combustão e implementou-se o método WMPS para o cálculo do fluxo de calor radiante em Matlab. O objetivo consistiu em comparar os resultados experimentais de distribuição de fluxo de calor radiante, comprimento de chama e fração de calor radiante com os valores obtidos por meio do modelo. Concluiu-se que a implementação é capaz de prever adequadamente o comprimento de chama e a fração de calor radiante, com erros máximos inferiores a 10%. A distribuição de fluxo de calor apresenta a posição do pico compatível com os resultados experimentais, embora superestime a intensidade. Esse método apresenta resultados melhores do que o WMPS com a distribuição clássica de pesos.

This work presents experimental tests on vertical turbulent non-premixed natural gas flames with hydrogen addition ranging from 20% to 80% by volume. An integral model under development at the Combustion Laboratory was adapted, and the WMPS method was implemented for the calculation of radiative heat flux. The objective was to compare the experimental results of radiative heat flux distribution, flame length, and radiative heat fraction with the values obtained from the model. It was concluded that the implementation is capable of adequately predicting flame length and radiative heat fraction, with maximum errors below 10%. The heat flux distribution shows a peak position consistent with the experimental results, although it overestimates the intensity. This method yields better results than WMPS with the classical weight distribution.