As rigorosas legislações ambientais direcionam os fabricantes de turbinas a gás a desenvolver novos projetos de câmara de combustão para reduzir as emissões de poluentes. Nas últimas duas décadas, a combustão de reagentes pré-misturados em razão de equivalência pobre tornou-se a principal tecnologia para controlar as emissões de NOx em turbinas a gás. No entanto, câmaras de combustão com pré-mistura pobre de reagentes são inerentemente sensíveis a oscilações de pressão que podem conduzir a instabilidades de combustão. Essas oscilações podem afetar a liberação de calor, as emissões de poluentes e o tempo de vida da câmara e de outros componentes do motor. Além disso, existem outros problemas associados com a estabilização da chama em sistemas de combustão que utilizam o conceito de câmaras com pré-mistura pobre de reagentes, tais como sopramento e retorno de chama. Em geral as turbinas a gás utilizam alta intensidade de rotação para estabilizar as chamas através da formação de uma forte zona de recirculação. Porém, os desenvolvimentos recentes nestes dispositivos demostram que é possível alcançar um regime específico diminuindo a intensidade de rotação de reagentes pré-misturados e pobres com uma geometria adequada. Essa geometria foi definida como sistema de baixa intensidade de rotação e é capaz de gerar chamas suspensas e estáveis sem uma forte zona de recirculação do escoamento. Neste trabalho foram estudadas experimentalmente chamas pré-misturadas e pobres, em condições de pressão atmosférica e confinadas em uma câmara de combustão, geradas por um sistema capaz de fornecer diferentes: níveis de baixa intensidade de rotação aos reagentes, razões de equivalência e potências térmicas. Foram analisados os escoamentos reativos, as emissões de NOx e CO e as oscilações de pressão no interior da câmara de combustão. Os resultados demostraram a influência da intensidade de rotação na formação e desenvolvimento dos vórtices e zona de recirculação interna, no formato e deslocamento das chamas suspensas e apresentaram níveis: baixos de oscilações de pressão no interior da câmara e baixos de emissões de NOx.

The recently increasing interest in plasma assisted combustion is motivated by new possibilities for ignition and flame stabilization, in addition to pollutant emission reduction and control. The plasma generates a chemical active environment producing radicals, excited species and ions thus increasing the combustion process reaction rate. In this work the effect of plasma assisted combustion phenomena in a premixed flame of natural gas-air is investigated by using pollutant emission gas analysis, optical emission spectroscopy and high speed imaging. The plasma is created by using a gliding-arc discharge, chosen because of its properties: works at atmospheric pressure, generates high electron density plasma and has chemical selectivity. The reactor geometry limits the equivalence ratio (?) range of stability between ? = 0.3 - 0.7 and ? = 1.2 - 1.4. Within these ranges the equivalence ratios of ? = 1.2 and ? = 1.4 were chosen for investigation. The variable in this study is the applied electrical power ranging between 220W and 370W. Results show the behavior from fundamental components of natural gas combustion, as CH4, nitrous oxide components, carbon monoxide, carbon dioxide and others. Also, the formation of radicals was evaluated and high speed images were recorded for a better overview of the process. It was seen that relations between gas temperature, input electrical power and chemical dynamics influence the parameters of combustion, emission gases and radicals.

As velocidades de chamas laminares pré misturadas de etanol e ar para diferentes razões de equivalência e concentrações de água no combustível foram medidas na pressão atmosférica e temperatura de.423K. A concentração de água em volume no combustível variou entre 0,2% (etanol anidro) e 30% em volume, valor máximo no qual uma chama laminar pré-misturada se manteve estável, e a razão de equivalência variou em 0,1 no intervalo entre 0,9 e 1,3. Um queimador tipo Bunsen e a técnica óptica da quimiluminescência do radical OH foram utilizados para a obtenção do perfil da chama. A velocidade de chama laminar, SL, foi calculada utilizando o método da área da chama cônica, e os resultados experimentais foram comparados com os existentes na literatura e com os teóricos obtidos utilizando o modelo de cinética química para oxidação do etanol em altas temperaturas desenvolvido por Marinov utilizando software CHEMKIN-PRO. As simulações numéricas tiveram como dados de entrada as propriedades físicas do combustível no estado de vapor e do ar atmosférico, ambos a 423K e pressão atmosférica, e velocidade teórica da mistura ar e combustível no duto do queimador. Os resultados obtidos mostram se satisfatórios para a faixa de concentração de água de até 20% no combustível. A adição de água ao combustível produziu uma redução da velocidade propagação da chama em cerca de; 5,8% para a concentração de 5% de água no combustível, 9,0 para 10% de água no combustível, 15% para 15 de água no combustível e 21,7% para 20% de água no combustível.