Biocombustíveis gasosos: estudo de propriedades fundamentais de combustão utilizando a técnica de canal divergente e a oxi-combustão em elevadas temperaturas e pressões

• Processo: 22/03233-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: Loreto Pizzuti
• Beneficiário: Loreto Pizzuti
• Instituição Sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Alexandre Alves ; Antonio Garrido Gallego ; Gilberto Martins
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/04059-7 - Estudos numéricos sobre a estabilização de chamas de metano-ar pré-misturado em micro queimador de canal divergente externamente aquecido, BP.MS; 24/12702-4 - Validação da técnica de canal divergente externamente aquecido para medição de velocidade de chama laminar de metano e ar e estudos de GNV - ar, BP.IC
• Assunto(s): Chama Biogás Gás de síntese Biocombustíveis Combustão Alta temperatura Pistões Turbinas a gás
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alta temperatura e pressão | Biogás | gas de sintese | Metodo de canal divergente | oxi-combustão | Velocidade de Chama Laminar | Propriedades fundamentais de chamas

Resumo

O desenvolvimento e a validação de mecanismos de cinética química de combustão requerem o conhecimento de propriedades fundamentais das misturas combustíveis, nas diversas condições operacionais de motores a pistão e turbinas a gás. Entre essas propriedades, destaca-se a velocidade de chama laminar, Su. Neste projeto de pesquisa, pretende-se estudar a Su de misturas reais e sintéticas de biogás (CH4/CO2/N2) e gás de síntese (CO/H2/CH4/CO2/N2) queimando em ar e em atmosfera de oxi-combustão, investigando como a variação da composição, da razão de equivalência, da temperatura e da pressão iniciais afetam a velocidade de chama laminar. Compreender a química da fase gasosa sob atmosfera de oxi-combustão e desenvolver os modelos cinéticos de reação apropriados, são essenciais para estabelecer o projeto e operação de sistemas avançados de combustão de biomassa sob condições de oxi-combustão. A determinação de Su nas condições de oxi-combustão é, portanto, fundamental para comprovação da confiabilidade dos mecanismos de cinética química de combustão nestas condições. Para realização das medidas experimentais será utilizada a técnica inovadora de chama plana em queimador com geometria de canal divergente, externamente aquecido, em uma bancada que será montada e validada ao longo do projeto. A bancada utiliza um conjunto de controladores de fluxo mássicos que alimentam um micro queimador de quartzo que permite visualizar a posição da chama na seção divergente do canal e extrair os valores de Su. O efeito conjunto da pressão e da temperatura será estudado inserindo o micro queimador em um vaso de pressão devidamente instrumentado. A bancada será projetada para trabalhar com pressões iniciais de até 10 bar e temperaturas iniciais de até 650 K. (AU)