[pt] Técnicas ópticas não intrusivas foram utilizadas para obter imagens
instantâneas e médias de chamas turbulentas não pré-misturadas de etanol e ar
estabilizadas num queimador tipo bluff-body. O espalhamento Mie, PLIF
(fluorescência induzida em um plano laser) e PIV (velocimetria por imagem de
partículas) determinaram a distribuição da densidade de gotas no spray,
intensidade da fluorescência do radical OH, para mapear a zona de reação da
chama, e o campo da velocidade do ar, respectivamente. Inicialmente
propriedades de sprays de água são comparadas quando se variam as vazões de
combustível e de ar, mostrando assimetria de duas zonas de máxima intensidade
de espalhamento Mie próximas do bocal de injeção, nos casos de maior vazão de
jato, e nos casos de menor vazão, o fechamento do filme líquido ocorre na zona
central. Em seguida foram estudados dois regimes de combustão que
correspondem a duas vazões de combustível, para os quais foram caracterizadas,
a partir do sinal de fluorescência do radical OH, a estrutura instantânea e a média
das chamas turbulentas o que permitiu identificar zonas de extinção. A
superposição das imagens médias do OH-PLIF e de espalhamento Mie permitem
evidenciar, no caso de menor vazão, que o spray é completamente envolto pela
chama, o que representa um comportamento clássico para o desenvolvimento e
uso de modelos de combustão. No caso de maior vazão, o spray interage
fortemente com o processo de combustão, sendo este um caso que se afasta das
situações clássicas. / [en] A turbulent nonpremixed ethanol spray flame is characterized through
experiments using laser diagnostics. The spray burner has been designed to
generate a stable flame with the use of a bluff body. The experiments include
spatially-resolved measurements of visualization of droplets distribution (Mie
scattering), OH fluorescence intensity, which indicates the reaction zone (Planar
laser-induced fluorescence, PLIF) and mean air-flow velocity (Particle imaging
velocimetry, PIV). Initially, water sprays results are compared corresponding to
different flow rates, showing two asymmetric maximum intensity zones of Mie
scattering, which are found near the nozzle at jet velocities. For low flow
velocity, coalescence of droplets occurs in the central zone. Then two
combustion regimes have been studied, using OH PLIF that corresponds to two
different fuel flow rates. The instantaneous and average structure of turbulent
flames, allowed identifying local extinction regions. Combined Mie
scattering/PLIF results allowed determining, in the case of smallest fuel flow
rates, that the spray is surrounded by the flame, which represents a classical
situation for the development of combustion models for turbulent flames. In the
case of larger flow rate, discrepancies from the classical behavior were observed,
since droplets interact strongly with the combustion process.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:55675 |
| Date | 05 November 2021 |
| Creators | JULIO CESAR EGUSQUIZA GONI |
| Contributors | LUIS FERNANDO FIGUEIRA DA SILVA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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