Simulação numérica do escoamento de pré-mistura em meio poroso

Abstract

Queimadores cuja combustão é realizada em meios porosos apresentam vantagens, tais como dimensões mais compactas, maior eficiência térmica e alta razão de operação (razão entre máxima e a mínima potências entre as quais podem operar com estabilidade). Este trabalho busca estudar diferentes condições de entrada do fluido de trabalho no meio poroso e quais implicações das mudanças nas principais características de funcionamento do queimador. O fluido de trabalho será uma mistura de gás metano e ar. O queimador apresenta apenas uma camada de material poroso (Al2O3) e os parâmetros testados são a razão de equivalência e a velocidade de entrada da mistura. Para tanto, são realizadas simulações numéricas em um modelo de queimador nas condições descritas anteriormente. A metodologia numérica utilizada é a dos volumes finitos. As simulações numéricas são feitas em linguagem de programação FORTRAN. Observou-se que a adequação do modelo ao processo de combustão merece um esforço adicional, ficando como proposta para futuros trabalhos. Foram então analisados os escoamentos dentro do modelo proposto, obtendo-se resultados adequados aos encontrados na literatura.

Porous media burners are characterized by advantages like compacity, higher thermal efficiency and high turndown ratio. This paper presents the study of different inlet conditions of mixture within the porous media and the implications in the main functional burner parameters. The fluid is a mixture of methane and air. This burner has only a porous media layer (Al2O3) and the inlet conditions are the equivalency ratio and the inlet mixture velocity. In these studies, numerical simulations are performed for a burner in the mentioned conditions. The numerical methodology used is the finite volume method. The numerical simulations are performed in FORTRAN programming language. It was concluded that combustion process model demands additional efforts and it least as a motivation for future papers. The flow in the model was analyzed with the obtained results corresponding with others studies.