A velocidade de queima laminar adiabática de reações de combustão é um parâmetro chave, relacionado à cinética química do combustível, a qual define características importantes como a forma e a faixa de estabilidade de uma chama. Nos últimos anos, um grande esforço vem sendo direcionado para a determinação precisa desse parâmetro para diferentes combustíveis, porém a grande diversidade de técnicas e metodologias de medição existente acarreta em uma grande dispersão entre os resultados encontrados na literatura. Dentre as várias técnicas disponíveis, o método do fluxo de calor destaca-se por fornecer medidas de velocidade de chama adiabática com boa precisão. O método, diferentemente dos demais existentes, não depende de extrapolações e é capaz de obter chamas aproximadamente adiabáticas. Neste estudo, foi construída uma bancada de trabalho baseada no método do fluxo de calor com a finalidade de medir a velocidade de chama plana laminar adiabática de diferentes misturas entre combustível e comburente. Foram realizadas medições para pré-misturas metano/ar e gás natural/ar em diferentes razões de equivalência (0,65 a 1,5) para a temperatura de 298 K e pressão atmosférica. Uma análise das possíveis fontes de erro é apresentada utilizando-se 95 % de intervalo de confiança, resultando em uma incerteza de 2,8 % para a pré mistura estequiométrica metano/ar para a qual a velocidade de chama encontrada foi de 35,4 cm/s. Nas mesmas condições, para a mistura gás natural/ar foi obtido o resultando de 34,8 cm/s, para a proporção estequiométrica com uma incerteza de 3,1 %. O experimento apresenta incertezas de medição tanto maiores quanto mais afastadas da condição estequiométrica a chama se apresenta, chegando a 20 % para chamas ricas com razão de equivalência 1,5. As medições obtidas para diferentes razões de equivalência mostram-se de acordo com os resultados encontrados na literatura, apresentando valor absoluto e de incertezas dentro dos padrões do método. / The adiabatic laminar burning velocity of a fuel/oxidant mixture is a key parameter in combustion. It defines important flame characteristics like its shape and stability range. In the last years, a great effort has been employed on the precise determination of this parameter for different fuels. The diversity of techniques and extrapolation methods for achieving adiabatic flame data results in the large scatter found in literature. Among various techniques available, the heat flux method is known to provide adiabatic burning velocity measurements with good accuracy. The method does not depend on extrapolations and is able to produce flames that closely reach the adiabatic condition. In this study, a workbench was built based on the heat flux method aiming at measuring the adiabatic laminar flame velocity of different fuel and oxidant mixtures. Data were obtained for methane/air and natural gas/air mixtures for different equivalence ratios (0.65 to 1.5) at 298 K and 1 atm. An analysis of possible error sources is also presented using 95% of confidence interval. For a soichiometric methane/air mixture the flame speed was found to be 35.4 cm/s with 2.8% of uncertainty. Under the same conditions, for a stoichiometric natural gas/air mixture the value obtained was 34.8 cm/s with an uncertainty of 3.1%. The experiment shows that the uncertainties increase as the premixture deviates from the stoichiometric condition, reaching 20% for an equivalence ratio of 1.5. The measurements obtained for different equivalence ratios are consistent with results found in the literature and with acceptable uncertainties for the method.

A velocidade de queima laminar adiabática de reações de combustão é um parâmetro chave, relacionado à cinética química do combustível, a qual define características importantes como a forma e a faixa de estabilidade de uma chama. Nos últimos anos, um grande esforço vem sendo direcionado para a determinação precisa desse parâmetro para diferentes combustíveis, porém a grande diversidade de técnicas e metodologias de medição existente acarreta em uma grande dispersão entre os resultados encontrados na literatura. Dentre as várias técnicas disponíveis, o método do fluxo de calor destaca-se por fornecer medidas de velocidade de chama adiabática com boa precisão. O método, diferentemente dos demais existentes, não depende de extrapolações e é capaz de obter chamas aproximadamente adiabáticas. Neste estudo, foi construída uma bancada de trabalho baseada no método do fluxo de calor com a finalidade de medir a velocidade de chama plana laminar adiabática de diferentes misturas entre combustível e comburente. Foram realizadas medições para pré-misturas metano/ar e gás natural/ar em diferentes razões de equivalência (0,65 a 1,5) para a temperatura de 298 K e pressão atmosférica. Uma análise das possíveis fontes de erro é apresentada utilizando-se 95 % de intervalo de confiança, resultando em uma incerteza de 2,8 % para a pré mistura estequiométrica metano/ar para a qual a velocidade de chama encontrada foi de 35,4 cm/s. Nas mesmas condições, para a mistura gás natural/ar foi obtido o resultando de 34,8 cm/s, para a proporção estequiométrica com uma incerteza de 3,1 %. O experimento apresenta incertezas de medição tanto maiores quanto mais afastadas da condição estequiométrica a chama se apresenta, chegando a 20 % para chamas ricas com razão de equivalência 1,5. As medições obtidas para diferentes razões de equivalência mostram-se de acordo com os resultados encontrados na literatura, apresentando valor absoluto e de incertezas dentro dos padrões do método. / The adiabatic laminar burning velocity of a fuel/oxidant mixture is a key parameter in combustion. It defines important flame characteristics like its shape and stability range. In the last years, a great effort has been employed on the precise determination of this parameter for different fuels. The diversity of techniques and extrapolation methods for achieving adiabatic flame data results in the large scatter found in literature. Among various techniques available, the heat flux method is known to provide adiabatic burning velocity measurements with good accuracy. The method does not depend on extrapolations and is able to produce flames that closely reach the adiabatic condition. In this study, a workbench was built based on the heat flux method aiming at measuring the adiabatic laminar flame velocity of different fuel and oxidant mixtures. Data were obtained for methane/air and natural gas/air mixtures for different equivalence ratios (0.65 to 1.5) at 298 K and 1 atm. An analysis of possible error sources is also presented using 95% of confidence interval. For a soichiometric methane/air mixture the flame speed was found to be 35.4 cm/s with 2.8% of uncertainty. Under the same conditions, for a stoichiometric natural gas/air mixture the value obtained was 34.8 cm/s with an uncertainty of 3.1%. The experiment shows that the uncertainties increase as the premixture deviates from the stoichiometric condition, reaching 20% for an equivalence ratio of 1.5. The measurements obtained for different equivalence ratios are consistent with results found in the literature and with acceptable uncertainties for the method.

A velocidade de queima laminar adiabática de reações de combustão é um parâmetro chave, relacionado à cinética química do combustível, a qual define características importantes como a forma e a faixa de estabilidade de uma chama. Nos últimos anos, um grande esforço vem sendo direcionado para a determinação precisa desse parâmetro para diferentes combustíveis, porém a grande diversidade de técnicas e metodologias de medição existente acarreta em uma grande dispersão entre os resultados encontrados na literatura. Dentre as várias técnicas disponíveis, o método do fluxo de calor destaca-se por fornecer medidas de velocidade de chama adiabática com boa precisão. O método, diferentemente dos demais existentes, não depende de extrapolações e é capaz de obter chamas aproximadamente adiabáticas. Neste estudo, foi construída uma bancada de trabalho baseada no método do fluxo de calor com a finalidade de medir a velocidade de chama plana laminar adiabática de diferentes misturas entre combustível e comburente. Foram realizadas medições para pré-misturas metano/ar e gás natural/ar em diferentes razões de equivalência (0,65 a 1,5) para a temperatura de 298 K e pressão atmosférica. Uma análise das possíveis fontes de erro é apresentada utilizando-se 95 % de intervalo de confiança, resultando em uma incerteza de 2,8 % para a pré mistura estequiométrica metano/ar para a qual a velocidade de chama encontrada foi de 35,4 cm/s. Nas mesmas condições, para a mistura gás natural/ar foi obtido o resultando de 34,8 cm/s, para a proporção estequiométrica com uma incerteza de 3,1 %. O experimento apresenta incertezas de medição tanto maiores quanto mais afastadas da condição estequiométrica a chama se apresenta, chegando a 20 % para chamas ricas com razão de equivalência 1,5. As medições obtidas para diferentes razões de equivalência mostram-se de acordo com os resultados encontrados na literatura, apresentando valor absoluto e de incertezas dentro dos padrões do método. / The adiabatic laminar burning velocity of a fuel/oxidant mixture is a key parameter in combustion. It defines important flame characteristics like its shape and stability range. In the last years, a great effort has been employed on the precise determination of this parameter for different fuels. The diversity of techniques and extrapolation methods for achieving adiabatic flame data results in the large scatter found in literature. Among various techniques available, the heat flux method is known to provide adiabatic burning velocity measurements with good accuracy. The method does not depend on extrapolations and is able to produce flames that closely reach the adiabatic condition. In this study, a workbench was built based on the heat flux method aiming at measuring the adiabatic laminar flame velocity of different fuel and oxidant mixtures. Data were obtained for methane/air and natural gas/air mixtures for different equivalence ratios (0.65 to 1.5) at 298 K and 1 atm. An analysis of possible error sources is also presented using 95% of confidence interval. For a soichiometric methane/air mixture the flame speed was found to be 35.4 cm/s with 2.8% of uncertainty. Under the same conditions, for a stoichiometric natural gas/air mixture the value obtained was 34.8 cm/s with an uncertainty of 3.1%. The experiment shows that the uncertainties increase as the premixture deviates from the stoichiometric condition, reaching 20% for an equivalence ratio of 1.5. The measurements obtained for different equivalence ratios are consistent with results found in the literature and with acceptable uncertainties for the method.

A velocidade de queima laminar adiabática é um importante parâmetro da combustão que dita o comportamento de chamas pré-misturadas. Dos métodos disponíveis para a medição desse parâmetro, o método do fluxo de calor destaca-se pela simplicidade e precisão. No presente trabalho, esse método é utilizado para medir a velocidade de queima de biogás (modelado como CH4 com diferentes níveis de diluição com CO2) e de gás de síntese (modelado como uma mistura de CH4, H2, CO, CO2 e N2) em ar a 298 K e 1 atm. Tais gases são de crescente interesse para a sociedade em função de aspectos ambientais, porém, suas velocidades de queima não foram amplamente estudadas ainda. Os resultados obtidos são comparados com as previsões de cinco mecanismos cinéticos (GRI-Mech 3.0, Davis et al., Konnov, San Diego e USC Mech II) a fim de avaliar a sua capacidade preditiva. Os resultados experimentais e numéricos das velocidades de queima de biogás e ar apresentam uma boa concordância e as incertezas encontradas foram condizentes com as relatadas na literatura. Os resultados experimentais desse gás foram parametrizados em uma correlação empírica de fácil utilização em modelos numéricos. As medições da velocidade de queima de gás de síntese e ar, por outro lado, apresentaram valores inferiores às previsões numéricas de todos os mecanismos estudados. Os dados experimentais da literatura, para a mesma mistura, diferem tanto em valores quanto em comportamento dos resultados do presente trabalho. Tal comportamento está provavelmente relacionado a alguma contaminação no CO utilizado, já que quando esse gás está presente observa-se uma chemi-luminescência não relatada na literatura. / The adiabatic laminar burning velocity is an important combustion parameter that dictates premixed flames characteristics. Among the measuring methods available in literature, the heat flux method stands out for its simplicity and accuracy. In the present work, this method is used to measure the adiabatic laminar burning velocity of biogas (modeled as CH4 with different dilution levels with CO2) and syngas (modeled as a CH4, H2, CO, CO2 and N2 mixture) in air at 298 K and 1 atm. Such gases are of growing society interest due to environmental aspects, however, their adiabatic laminar burning velocity have not been widely studied yet. The experimental results are compared to predictions of five kinetic mechanisms (GRI-Mech 3.0, Davis et al., Konnov, San Diego e USC Mech II) to evaluate their predictive capacity. Experimental and numerical results of biogas/air mixtures adiabatic laminar burning velocity show good agreement and the found uncertainties are in agreement with literature. Experimental results of this gas were fitted in an empiric correlation of simple numerical application. Experimental results of the laminar burning velocity of syngas/air, on the other hand, show lower values than the numerical predictions of all studied kinetic mechanisms. Literature available data for the same mixture differ both in values and behavior of the present work results. Such behavior is probably related to some contamination on the CO used since a chemi-luminescence not reported in literature can be noted when this gas is present.

A velocidade de queima laminar adiabática é um importante parâmetro da combustão que dita o comportamento de chamas pré-misturadas. Dos métodos disponíveis para a medição desse parâmetro, o método do fluxo de calor destaca-se pela simplicidade e precisão. No presente trabalho, esse método é utilizado para medir a velocidade de queima de biogás (modelado como CH4 com diferentes níveis de diluição com CO2) e de gás de síntese (modelado como uma mistura de CH4, H2, CO, CO2 e N2) em ar a 298 K e 1 atm. Tais gases são de crescente interesse para a sociedade em função de aspectos ambientais, porém, suas velocidades de queima não foram amplamente estudadas ainda. Os resultados obtidos são comparados com as previsões de cinco mecanismos cinéticos (GRI-Mech 3.0, Davis et al., Konnov, San Diego e USC Mech II) a fim de avaliar a sua capacidade preditiva. Os resultados experimentais e numéricos das velocidades de queima de biogás e ar apresentam uma boa concordância e as incertezas encontradas foram condizentes com as relatadas na literatura. Os resultados experimentais desse gás foram parametrizados em uma correlação empírica de fácil utilização em modelos numéricos. As medições da velocidade de queima de gás de síntese e ar, por outro lado, apresentaram valores inferiores às previsões numéricas de todos os mecanismos estudados. Os dados experimentais da literatura, para a mesma mistura, diferem tanto em valores quanto em comportamento dos resultados do presente trabalho. Tal comportamento está provavelmente relacionado a alguma contaminação no CO utilizado, já que quando esse gás está presente observa-se uma chemi-luminescência não relatada na literatura. / The adiabatic laminar burning velocity is an important combustion parameter that dictates premixed flames characteristics. Among the measuring methods available in literature, the heat flux method stands out for its simplicity and accuracy. In the present work, this method is used to measure the adiabatic laminar burning velocity of biogas (modeled as CH4 with different dilution levels with CO2) and syngas (modeled as a CH4, H2, CO, CO2 and N2 mixture) in air at 298 K and 1 atm. Such gases are of growing society interest due to environmental aspects, however, their adiabatic laminar burning velocity have not been widely studied yet. The experimental results are compared to predictions of five kinetic mechanisms (GRI-Mech 3.0, Davis et al., Konnov, San Diego e USC Mech II) to evaluate their predictive capacity. Experimental and numerical results of biogas/air mixtures adiabatic laminar burning velocity show good agreement and the found uncertainties are in agreement with literature. Experimental results of this gas were fitted in an empiric correlation of simple numerical application. Experimental results of the laminar burning velocity of syngas/air, on the other hand, show lower values than the numerical predictions of all studied kinetic mechanisms. Literature available data for the same mixture differ both in values and behavior of the present work results. Such behavior is probably related to some contamination on the CO used since a chemi-luminescence not reported in literature can be noted when this gas is present.

A velocidade de queima laminar adiabática é um importante parâmetro da combustão que dita o comportamento de chamas pré-misturadas. Dos métodos disponíveis para a medição desse parâmetro, o método do fluxo de calor destaca-se pela simplicidade e precisão. No presente trabalho, esse método é utilizado para medir a velocidade de queima de biogás (modelado como CH4 com diferentes níveis de diluição com CO2) e de gás de síntese (modelado como uma mistura de CH4, H2, CO, CO2 e N2) em ar a 298 K e 1 atm. Tais gases são de crescente interesse para a sociedade em função de aspectos ambientais, porém, suas velocidades de queima não foram amplamente estudadas ainda. Os resultados obtidos são comparados com as previsões de cinco mecanismos cinéticos (GRI-Mech 3.0, Davis et al., Konnov, San Diego e USC Mech II) a fim de avaliar a sua capacidade preditiva. Os resultados experimentais e numéricos das velocidades de queima de biogás e ar apresentam uma boa concordância e as incertezas encontradas foram condizentes com as relatadas na literatura. Os resultados experimentais desse gás foram parametrizados em uma correlação empírica de fácil utilização em modelos numéricos. As medições da velocidade de queima de gás de síntese e ar, por outro lado, apresentaram valores inferiores às previsões numéricas de todos os mecanismos estudados. Os dados experimentais da literatura, para a mesma mistura, diferem tanto em valores quanto em comportamento dos resultados do presente trabalho. Tal comportamento está provavelmente relacionado a alguma contaminação no CO utilizado, já que quando esse gás está presente observa-se uma chemi-luminescência não relatada na literatura. / The adiabatic laminar burning velocity is an important combustion parameter that dictates premixed flames characteristics. Among the measuring methods available in literature, the heat flux method stands out for its simplicity and accuracy. In the present work, this method is used to measure the adiabatic laminar burning velocity of biogas (modeled as CH4 with different dilution levels with CO2) and syngas (modeled as a CH4, H2, CO, CO2 and N2 mixture) in air at 298 K and 1 atm. Such gases are of growing society interest due to environmental aspects, however, their adiabatic laminar burning velocity have not been widely studied yet. The experimental results are compared to predictions of five kinetic mechanisms (GRI-Mech 3.0, Davis et al., Konnov, San Diego e USC Mech II) to evaluate their predictive capacity. Experimental and numerical results of biogas/air mixtures adiabatic laminar burning velocity show good agreement and the found uncertainties are in agreement with literature. Experimental results of this gas were fitted in an empiric correlation of simple numerical application. Experimental results of the laminar burning velocity of syngas/air, on the other hand, show lower values than the numerical predictions of all studied kinetic mechanisms. Literature available data for the same mixture differ both in values and behavior of the present work results. Such behavior is probably related to some contamination on the CO used since a chemi-luminescence not reported in literature can be noted when this gas is present.