Um estudo numérico da influência da radiação sobre a turbulência em uma chama turbulenta 2D axissimétrica

Autores

  • Felipe Roman Centeno Universidade do Vale do Rio dos Sinos - UNISINOS
  • Elizaldo Domingues dos Santos
  • Cristiano Vitorino da Silva
  • Francis Henrique Ramos França

DOI:

https://doi.org/10.4013/ete.2015.112.01

Resumo

Este artigo apresenta um estudo da influência da radiação térmica sobre a turbulência através da simulação de uma chama turbulenta, não pré-misturada, de metano-ar. Neste problema dois aspectos precisam ser considerados para uma avaliação precisa da radiação térmica: interações turbulência-radiação (TRI) e as propriedades radiativas das espécies participantes, as quais são tratadas aqui com o modelo da soma ponderada de gases cinza (WSGG) baseado em correlações recentemente obtidas a partir do banco de dados espectrais HITEMP2010. As taxas das reações químicas foram consideradas como os menores valores entre as taxas de Arrhenius e de Eddy Break-Up. Um mecanismo de reação global de duas etapas foi empregado, enquanto a modelagem da turbulência foi considerada através do modelo k-? padrão. Os termos fontes da equação da energia consistiram no calor gerado pelas reações químicas assim como pelas trocas radiantes. O método de ordenadas discretas (DOM) foi empregado para resolver a equação de transferência radiativa (RTE), incluindo as TRI. Comparações de resultados das simulações com e sem radiação térmica demonstraram que a radiação influenciou as propriedades turbulentas avaliadas (raiz média quadrática das flutuações de velocidade e de temperatura, e energia cinética turbulenta das flutuações de velocidade). A radiação suavizou os campos de propriedades turbulentas. A influência da radiação foi mais importante sobre as flutuações de temperatura do que nas flutuações de velocidade.

Palavras-chave: radiação térmica, turbulência, TRI, CFD, chama não pré-misturada.

Biografia do Autor

Felipe Roman Centeno, Universidade do Vale do Rio dos Sinos - UNISINOS

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2005), mestrado (2008) e doutorado (2014) em Engenharia Mecânica pela mesma universidade. Atua na Escola Politécnica da Universidade do Vale do Rio dos Sinos (desde 2009) como professor nos cursos de graduação em Engenharia Mecânica e Engenharia de Energia, como coordenador do curso de graduação em Engenharia de Energia, e como Professor Colaborador do Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. Trabalhou na empresa TAP Maintenance and Engineering Brazil (2006-2011) como Engenheiro de Manutenção de Aeronaves, atuando principalmente nas áreas de célula e motores. Tem experiência na área de Engenharia Mecânica e Engenharia de Energia, com ênfase em fenômenos de transporte, atuando nas seguintes áreas: transferência de calor, simulação numérica, combustão, análise inversa, radiação térmica e modelagem de gases radiativos.

Downloads

Publicado

2016-03-08

Edição

v. 11 n. 2 (2015): Jul-Dez

Seção

Artigos

Licença

Concedo a Revista Estudos Tecnológicos o direito de primeira publicação da versão revisada do meu artigo, licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution (que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista).

Afirmo ainda que meu artigo não está sendo submetido a outra publicação e não foi publicado na íntegra em outro periódico e assumo total responsabilidade por sua originalidade, podendo incidir sobre mim eventuais encargos decorrentes de reivindicação, por parte de terceiros, em relação à autoria do mesmo.

Também aceito submeter o trabalho às normas de publicação da Revista Estudos Tecnológicos acima explicitadas.