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Repositório Institucional - UECE
  1. Repositório Institucional - UECE
  2. Trabalho Acadêmico - 82918
Título:
DESENVOLVIMENTO DE REATOR DE COMBUSTÃO EM MEIOS POROSOS USANDO MATRIZES DE Al2O3 E SiC
Autor(es):
SOUSA, ROSANA ERIKA BRAGA DE
Palavras Chaves:
Não informado
Ano de Publicação:
2018
Resumo:
RESUMO
A principal matriz energética utilizada no setor de transporte e industrial atualmente
provém dos combustíveis fósseis. Com o intuito de atendimento as legislações 
ambientais, a qualidade do meio ambiente e a saúde da população, a combustão em 
meios porosos tem sido uma alternativa promissora para a redução das emissões e 
produção de potencial energético calorífico com maior eficiência. Assim, este 
trabalho tem por objetivo principal desenvolver um queimador para estudar a 
combustão em meios porosos do Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), utilizando como 
matrizes porosas radiantes, materiais comerciais como a esferas de alumina (Al2O3)
e esponjas de carbeto de silício (SiC). Para a realização dos ensaios de combustão 
foi desenvolvido e confeccionado um queimador cilíndrico de aço inox 304 e 
realizada a montagem da bancada de combustão. As matrizes porosas utilizadas 
são compostas por esferas de Al2O3 com diâmetros externos de 3,0 mm, e esponjas 
de SiC com porosidade de 20 ppi (poros por polegada linear). A combustão da 
mistura ar/GLP foi realizada com razões de equivalência ( ) de 0,90, 0,92, 0,94, 
0,96, 0,98 e 1,00 para as duas matrizes. A maior velocidade de chama (uch)
encontrada para a razão de equivalência ( ) igual a 0,90,foi para o queimador 
contendo Al2O3, 
sobretudo devido a sua menor porosidade, apresentando uch = 52,72 
cm/s, enquanto que utilizando SiC, uch foi de 42,34 cm/s. Contudo, a maior eficiência 
de combustão e radiação foi verificada para o queimador contendo a matriz porosa 
de SiC com ηcomb = 53,8% ( = 1,00) e ηrad = 53,5 ( = 0,98), neste ponto foi 
observada a maior temperatura (T=1396,8º C) registrada para ambos os ensaios.
Com o aumento do verificou-se a diminuição das emissões de CO, quando 
utilizada a matriz de Al2O3, ocorrendo o oposto para a matriz de SiC. Contudo, foi 
observada para = 0,90 com o presente queimador contendo matriz de SiC, a
menor taxa de emissão de NOX (6,24 ppm) para combustão do GLP em meios 
poroso.
Palavras-chave: Projeto de Queimador Poroso. Combustão. Taxa de Emissão.
Eficiência.
Abstract:
ABSTRACT
The main energy matrix used in the transportation and industrial sector currently 
comes from fossil fuels. In order to comply with environmental legislation, the quality 
of the environment and the health of the population, combustion in porous media has 
been a promising alternative for the reduction of emissions and the production of 
heat energy potential with greater efficiency. Thus, the main objective of this work is 
to develop a burner to study the combustion in porous media of Liquefied Petroleum 
Gas (LPG) using alumina (Al2O3) and silicon carbide (SiC) sponges as radiating 
porous matrixes. In order to carry out the combustion tests, a cylindrical burner made 
of 304 stainless steel was developed and made and the combustion bed was 
assembled. The porous matrices used are composed of Al2O3 beads with external 
diameters of 3.0mm and SiC sponges with porosity of 20 ppi (pores per linear inch). 
The combustion of the air / LPG mixture was performed with equivalence ratios ( ) of 
0.90, 0.92, 0.94, 0.96, 0.98 and 1.00 for the two matrices. The highest flame velocity 
(Uch) found for the equivalence ratio ( ) equal to 0.90, was for the burner containing 
Al2O3, mainly due to its lower porosity, presenting Uch = 52.72 cm/s, whereas using 
SiC, uch was 42.34 cm/sec. However, the highest rate of combustion and radiation 
efficiency was verified for the burner containing the porous SiC matrix with ηcomb = 
53.8% ( = 1.00) and ηrad = 53.5 ( = 0.98). At this point the highest temperature (T = 
1396.8° C) recorded for both tests was observed. With the increase of , the 
reduction of CO emissions was observed when the Al2O3 matrix was used, the 
opposite occurred for the SiC matrix. However, it was observed for = 0.90 with the
present burner containing matrix of SiC, the lowest NOx emission rate (6.24 ppm) for 
the combustion of LPG in porous media.
Keywords: Porous Burner Design. Combustion. Emission Rate. Efficiency.
Tipo do Trabalho:
Dissertação
Referência:
SOUSA, ROSANA ERIKA BRAGA DE. DESENVOLVIMENTO DE REATOR DE COMBUSTÃO EM MEIOS POROSOS USANDO MATRIZES DE Al2O3 E SiC . 2018. 100 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico ou Profissional em 2018) - Universidade Estadual do Ceará, , 2018. Disponível em: Acesso em: 7 de maio de 2024
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