Análise da produção de fuligem em chamas de gás natural

Abstract

A emissão de fuligem tem sido foco de diversos estudos, devido às aplicações na indústria, assim como aos efeitos nocivos causados ao meio ambiente. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é analisar a produção de fuligem em um queimador capaz de produzir chamas planas pré-misturadas utilizando gás natural e ar. Essas chamas possuem características unidimensionais, as quais permitem a comparação direta para validação de modelos. As medições foram realizadas empregando a técnica de extinção de luz laser. A relação da mistura ar/combustível foi variada, a fim de avaliar as frações em volume de fuligem produzidas em diferentes configurações de chama. O comportamento da produção de fuligem para diferentes alturas ao longo da chama, a partir da superfície do queimador, também foi analisada. Os resultados das medições indicam que a fração em volume de fuligem aumenta em regiões mais altas da chama, assim como para a relação de equivalência da mistura. Porém, tendem a se estabilizar para os valores mais altos de ambos, tanto para a razão de equivalência quanto para altura da chama. Os resultados serão incorporados ao banco de dados experimentais para calibração de técnicas de medição e, também, para validação de modelos computacionais de formação de fuligem em desenvolvimento pelo grupo de combustão da UFRGS.

Soot emission has been the focus of numerous studies due to applications in industry, as well as to the harmful effects caused to the environment. Thus, the purpose of this work is to analyze the soot production in a flat flame burner using premixed natural gas and air. These flames has unidimensional characteristics, which allow a direct comparison for models validation. The measurements were performed by light extinction technique. The air/fuel equivalence ratio was varied to assess the soot volume fractions for different flame configurations. Soot production along the flame was also analyzed by measurements at different heights from the burner surface. The results indicate that soot volume fraction increases to higher regions of the flame, as was observed for the equivalence ratio of the mixture. However, these values tend to stabilize for both higher values , equivalence ratio and flame height. The results will be incorporated into the experimental database for measurement techniques calibration and also for computational models validation of soot formation by UFRGS combustion development group.