Neste trabalho, desenvolvem-se mecanismos esqueletos e mecanismos cinéticos reduzidos para chamas difusivas de etileno e de propano. A obtenção desses mecanismos segue as hipóteses da redução sistemática, que consiste em aplicar as hipóteses de regime permanente e de equilíbrio parcial nas reações do mecanismo detalhado. Aplicando as hipóteses de equilíbrio parcial, chega-se a um mecanismo esqueleto para o etileno e um para o propano. Esses mecanismos são verificados através dos solvers DASSL (Differential/Algebraic Systems Solver ) e VODE (Variable-Coefficient ODE Solver ), e os resultados são apresentados em termos da fração mássica no espaço da fração de mistura. Os resultados para o propano são comparados com os do mecanismo detalhado e os resultados para o etileno são comparados com o mecanismo global. Tais resultados estão de acordo com os dados encontrados na literatura. Os mecanismos cinéticos reduzidos para o etileno e o propano são obtidos aplicando as hipóteses de regime permanente em algumas espécies nos mecanismos esqueletos. Desta forma, chega-se a um mecanismo cinético reduzido de quatro etapas para o etileno e um de nove etapas para o propano. Esses mecanismos reduzidos são justificados através da análise assintótica. / This work develops skeleton mechanisms and reduced kinetic mechanisms for ethylene and propane diffusion flames. The reduction of these mechanisms follows the hypotheses of systematic reduction, which consists in applying the assumptions of steady state and partial equilibrium to the reactions of the detailed mechanism. Applying the partial equilibrium hypotheses, one obtains a skeleton mechanism for ethylene and for propane. These mechanisms are verified through solvers DASSL (Differential/Algebraic Systems Solver) and VODE (Variable-Coefficient ODE Sol- ver), and the results are presented in terms of mass fraction in the mixture fraction space. The results for propane are compared with the detailed mechanism and those for ethylene are compared with the global mechanism. These results are in good agreement with data found in the literature. The reduced kinetic mechanisms for ethylene and for propane are obtained by applying the assumptions of steady state for some species of the skeleton mechanisms. In this way, it is obtained a reduced kinetic mechanism of four steps for ethylene and of nine steps for propane. These reduced mechanisms were justified by asymptotic analysis.

Neste trabalho, desenvolvem-se mecanismos esqueletos e mecanismos cinéticos reduzidos para chamas difusivas de etileno e de propano. A obtenção desses mecanismos segue as hipóteses da redução sistemática, que consiste em aplicar as hipóteses de regime permanente e de equilíbrio parcial nas reações do mecanismo detalhado. Aplicando as hipóteses de equilíbrio parcial, chega-se a um mecanismo esqueleto para o etileno e um para o propano. Esses mecanismos são verificados através dos solvers DASSL (Differential/Algebraic Systems Solver ) e VODE (Variable-Coefficient ODE Solver ), e os resultados são apresentados em termos da fração mássica no espaço da fração de mistura. Os resultados para o propano são comparados com os do mecanismo detalhado e os resultados para o etileno são comparados com o mecanismo global. Tais resultados estão de acordo com os dados encontrados na literatura. Os mecanismos cinéticos reduzidos para o etileno e o propano são obtidos aplicando as hipóteses de regime permanente em algumas espécies nos mecanismos esqueletos. Desta forma, chega-se a um mecanismo cinético reduzido de quatro etapas para o etileno e um de nove etapas para o propano. Esses mecanismos reduzidos são justificados através da análise assintótica. / This work develops skeleton mechanisms and reduced kinetic mechanisms for ethylene and propane diffusion flames. The reduction of these mechanisms follows the hypotheses of systematic reduction, which consists in applying the assumptions of steady state and partial equilibrium to the reactions of the detailed mechanism. Applying the partial equilibrium hypotheses, one obtains a skeleton mechanism for ethylene and for propane. These mechanisms are verified through solvers DASSL (Differential/Algebraic Systems Solver) and VODE (Variable-Coefficient ODE Sol- ver), and the results are presented in terms of mass fraction in the mixture fraction space. The results for propane are compared with the detailed mechanism and those for ethylene are compared with the global mechanism. These results are in good agreement with data found in the literature. The reduced kinetic mechanisms for ethylene and for propane are obtained by applying the assumptions of steady state for some species of the skeleton mechanisms. In this way, it is obtained a reduced kinetic mechanism of four steps for ethylene and of nine steps for propane. These reduced mechanisms were justified by asymptotic analysis.

Neste trabalho, desenvolvem-se mecanismos esqueletos e mecanismos cinéticos reduzidos para chamas difusivas de etileno e de propano. A obtenção desses mecanismos segue as hipóteses da redução sistemática, que consiste em aplicar as hipóteses de regime permanente e de equilíbrio parcial nas reações do mecanismo detalhado. Aplicando as hipóteses de equilíbrio parcial, chega-se a um mecanismo esqueleto para o etileno e um para o propano. Esses mecanismos são verificados através dos solvers DASSL (Differential/Algebraic Systems Solver ) e VODE (Variable-Coefficient ODE Solver ), e os resultados são apresentados em termos da fração mássica no espaço da fração de mistura. Os resultados para o propano são comparados com os do mecanismo detalhado e os resultados para o etileno são comparados com o mecanismo global. Tais resultados estão de acordo com os dados encontrados na literatura. Os mecanismos cinéticos reduzidos para o etileno e o propano são obtidos aplicando as hipóteses de regime permanente em algumas espécies nos mecanismos esqueletos. Desta forma, chega-se a um mecanismo cinético reduzido de quatro etapas para o etileno e um de nove etapas para o propano. Esses mecanismos reduzidos são justificados através da análise assintótica. / This work develops skeleton mechanisms and reduced kinetic mechanisms for ethylene and propane diffusion flames. The reduction of these mechanisms follows the hypotheses of systematic reduction, which consists in applying the assumptions of steady state and partial equilibrium to the reactions of the detailed mechanism. Applying the partial equilibrium hypotheses, one obtains a skeleton mechanism for ethylene and for propane. These mechanisms are verified through solvers DASSL (Differential/Algebraic Systems Solver) and VODE (Variable-Coefficient ODE Sol- ver), and the results are presented in terms of mass fraction in the mixture fraction space. The results for propane are compared with the detailed mechanism and those for ethylene are compared with the global mechanism. These results are in good agreement with data found in the literature. The reduced kinetic mechanisms for ethylene and for propane are obtained by applying the assumptions of steady state for some species of the skeleton mechanisms. In this way, it is obtained a reduced kinetic mechanism of four steps for ethylene and of nine steps for propane. These reduced mechanisms were justified by asymptotic analysis.

Este trabalho apresenta um estudo experimental sobre a influência do campo acústico na emissão de radicais instáveis e no perfil de velocidade de uma chama difusiva de GLP (Gás Liquefeito de Petróleo). Para tanto, foram empregadas as técnicas de espectroscopia de emissão e Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV). Para determinadas combinações de freqüência e amplitude, a chama teve sua superfície diminuída, houve o desenvolvimento de uma região azul e a redução da altura da chama, todos indicadores de uma melhor mistura combustível-ar. Os dados espectroscópicos mostraram que os maiores sinais de emissão dos radicais, CH$^{*}$ e C$_{2}^{*}$, estavam associados à zona azul da chama e às maiores amplitudes da pressão acústica impostas ao jato de combustível. Os experimentos com PIV mostraram que o jato é modulado pelas condições de excitação acústica. No momento em que o jato era expandido, verificou-se a intensificação das instabilidades na interface jato-ar, as quais apresentaram-se como vórtices de grande escala. No momento de compressão, esses vórtices de grande escala eram "quebrados", resultando em vórtices de pequena escala no interior do jato, os quais intensificam a taxa de mistura entre combustível-ar.

Os processos de conversão de energia tendem a considerar cada vez mais restrições econômicas e ambientais, tornando-se necessário o entendimento da interação entre combustão e turbulência. Esta tese tem como objetivo o desenvolvimento de soluções numéricas para chamas difusivas de metanol e etanol, sob forma de um jato turbulento considerando a formação de NO. Como resultado, obteve-se um mecanismo reduzido de 16 passos para combustão de metanol e outro de 21 passos para etanol, mediante aplicação de análise de sensibilidade para o mecanismo detalhado de Marinov (1999). Estes mecanismos reduzidos foram empregados na simulação, e os resultados foram satisfatórios quando comparados com valores encontrados na literatura. Para determinação da geração de NO na chama, empregou-se o mecanismo de Zel’dovich. Devido a cinética de formação de NO por este mecanismo ser consideravelmente mais lenta do que a taxa de oxidação do combustível principal, foi possível tratar os dois mecanismos separadamente. Os resultados obtidos para formação de NO comparam favoravelmente com dados da literatura. / The energy conversion processes increasingly tend to consider the economical and environmental constraints, making it necessary to understand the interaction between combustion and turbulence. This thesis aims the development of numerical solutions for diffusion flames of methanol and ethanol in the form of a turbulent jet, considering the formation of NO. As a result, a reduced mechanism of 16 steps for methanol combustion and another of 21 steps for etanol combustion was obtained by applying a sensitivity analysis to the detailed mechanism of Marinov (1999). These reduced mechanisms were used in the simulation, and the results were satisfactory when compared with data found in the literature. In order to determine the NO generation in the flame, the Zel’dovich mechanism was applied. Because the NO kinetics formation by this mechanism is considerably slower than the oxidation rate of the main fuel, it was possible to treat the two mechanisms separately. The results obtained for NO formation compare favorably with literature data.

Os processos de conversão de energia tendem a considerar cada vez mais restrições econômicas e ambientais, tornando-se necessário o entendimento da interação entre combustão e turbulência. Esta tese tem como objetivo o desenvolvimento de soluções numéricas para chamas difusivas de metanol e etanol, sob forma de um jato turbulento considerando a formação de NO. Como resultado, obteve-se um mecanismo reduzido de 16 passos para combustão de metanol e outro de 21 passos para etanol, mediante aplicação de análise de sensibilidade para o mecanismo detalhado de Marinov (1999). Estes mecanismos reduzidos foram empregados na simulação, e os resultados foram satisfatórios quando comparados com valores encontrados na literatura. Para determinação da geração de NO na chama, empregou-se o mecanismo de Zel’dovich. Devido a cinética de formação de NO por este mecanismo ser consideravelmente mais lenta do que a taxa de oxidação do combustível principal, foi possível tratar os dois mecanismos separadamente. Os resultados obtidos para formação de NO comparam favoravelmente com dados da literatura. / The energy conversion processes increasingly tend to consider the economical and environmental constraints, making it necessary to understand the interaction between combustion and turbulence. This thesis aims the development of numerical solutions for diffusion flames of methanol and ethanol in the form of a turbulent jet, considering the formation of NO. As a result, a reduced mechanism of 16 steps for methanol combustion and another of 21 steps for etanol combustion was obtained by applying a sensitivity analysis to the detailed mechanism of Marinov (1999). These reduced mechanisms were used in the simulation, and the results were satisfactory when compared with data found in the literature. In order to determine the NO generation in the flame, the Zel’dovich mechanism was applied. Because the NO kinetics formation by this mechanism is considerably slower than the oxidation rate of the main fuel, it was possible to treat the two mechanisms separately. The results obtained for NO formation compare favorably with literature data.

Os processos de conversão de energia tendem a considerar cada vez mais restrições econômicas e ambientais, tornando-se necessário o entendimento da interação entre combustão e turbulência. Esta tese tem como objetivo o desenvolvimento de soluções numéricas para chamas difusivas de metanol e etanol, sob forma de um jato turbulento considerando a formação de NO. Como resultado, obteve-se um mecanismo reduzido de 16 passos para combustão de metanol e outro de 21 passos para etanol, mediante aplicação de análise de sensibilidade para o mecanismo detalhado de Marinov (1999). Estes mecanismos reduzidos foram empregados na simulação, e os resultados foram satisfatórios quando comparados com valores encontrados na literatura. Para determinação da geração de NO na chama, empregou-se o mecanismo de Zel’dovich. Devido a cinética de formação de NO por este mecanismo ser consideravelmente mais lenta do que a taxa de oxidação do combustível principal, foi possível tratar os dois mecanismos separadamente. Os resultados obtidos para formação de NO comparam favoravelmente com dados da literatura. / The energy conversion processes increasingly tend to consider the economical and environmental constraints, making it necessary to understand the interaction between combustion and turbulence. This thesis aims the development of numerical solutions for diffusion flames of methanol and ethanol in the form of a turbulent jet, considering the formation of NO. As a result, a reduced mechanism of 16 steps for methanol combustion and another of 21 steps for etanol combustion was obtained by applying a sensitivity analysis to the detailed mechanism of Marinov (1999). These reduced mechanisms were used in the simulation, and the results were satisfactory when compared with data found in the literature. In order to determine the NO generation in the flame, the Zel’dovich mechanism was applied. Because the NO kinetics formation by this mechanism is considerably slower than the oxidation rate of the main fuel, it was possible to treat the two mechanisms separately. The results obtained for NO formation compare favorably with literature data.