Diagnóstico óptico aplicado em chamas de oxi-combustão de gás natural e biometano e na combustão de hidrogênio e amônia

• Processo: 24/17767-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: Guenther Carlos Krieger Filho
• Beneficiário: Danilo Almeida Machado
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Empresa: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP)
• Vinculado ao auxílio: 20/15230-5 - Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa - RCG2I, AP.PCPE
• Assunto(s): Amônia Combustão Diagnóstico óptico Hidrogênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: amônia | combustão | Diagnóstico óptico | Hidrogênio | oxi-combustão | Combustão

Resumo

A mitigação das emissões de gases de efeito estufa e o enfrentamento do aquecimento global constituem desafios prementes do século XXI. Neste contexto, o desenvolvimento de sistemas de combustão eficientes e de baixo impacto ambiental emerge como uma necessidade imperativa. Este projeto visa ao desenvolvimento de tecnologias de combustão limpas, empregando a oxi-combustão, na qual ocorre a captura de carbono após a queima de metano e biometano, bem como em sistemas de combustão que utilizam amônia e hidrogênio como combustíveis. Para alcançar esses objetivos, propõe-se o desenvolvimento e a implementação de um sistema óptico avançado, que permita a aquisição de dados com alta resolução espacial e temporal de forma simultânea. Será aplicado um conjunto inovador de técnicas de diagnóstico óptico, incluindo a Fluorescência Induzida por Laser Planar (PLIF), a Velocimetria por Imagens de Partículas (PIV) e a técnica Schlieren, para investigar a dinâmica da combustão de maneira integrada. Este estudo realizará medições em chamas turbulentas sob diversas condições experimentais. Comparações, empregando as diferentes técnicas ópticas para o cálculo dos números de Karlovitz e Damköhler, serão realizadas; os resultados experimentais serão comparados com modelos numéricos da literatura. A partir desses dados, será possível validar protótipos de queimadores e modelos numéricos de combustão. Espera-se que os resultados deste projeto contribuam significativamente para a literatura científica, com publicações em periódicos de alto impacto, além de estabelecer uma expertise em combustão de amônia no Brasil, tecnologias de combustão industrial livre de carbono e a formação de uma base de dados robusta.