Medições de temperaturas de chamas de etanol utilizando fluorescência induzida por laser

Autor(es)

Leila Ribeiro dos Santos

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ)
• Data de defesa: 2005-06-28

Membros da banca

Harrald Victor Linnert; Luiz Gilberto Barreta; Cristiane Aparecida Martins; Mauro Carlos Costa Ribeiro; Peter Wilhelm Tiedemann

• Orientador: Harrald Victor Linnert

Resumo

Métodos convencionais para o estudo da combustão são geralmente métodos intrusivos (por exemplo, uso de termopares para medida da temperatura da chama), que acarretam distúrbios na queima (efeitos térmicos, catalíticos ou aerodinâmicos). As técnicas de diagnóstico utilizando lasers, além de serem não intrusivas, possuem uma alta resolução temporal e espacial que permite mapear a zona de combustão e identificar em cada ponto da chama os diversos estados em que se formam os radicais transientes. Neste trabalho foi estabelecida a técnica de fluorescência induzida por laser, LIF - \"Laser Induced Fluorescence\" - do radical OH para a determinação da temperatura em chamas de etanol/Oxigênio/ar. Esta técnica é bastante utilizada em outros países, mas no Brasil é inédita. Para o início dos estudos, foi construído um queimador para queima de combustíveis líquidos, produzindo chamas pré-misturadas. Foram testados esquemas de emissão de LIF (309,5 nm-311,5 nm) e de excitação de LIF, esta em duas regiões de absorção do radical OH A2\'sigma\'\'seta\'X2 \'pi\' (0,0) (303 nm e 309 nm) e A2\'sigma\'seta\'X2\'pi\'(1,0) (278 nm - 280 nm). Os melhores resultados foram obtidos pelo método de excitação de LIF na região das transições S21(1) - S21(13) da banda A2\'sigma\'X2\'pi\' (1,0), utilizando o gráfico de Boltzmann. Foram feitas medições em chamas de etanol em várias posições ao longo do seu eixo longitudinal, acima do queimador, e para vazões com razões de equivalência =1,0 = 1,4 e = 0,82. Os resultados foram comparados com os obtidos pela técnica da linha reversa utilizando um sal de sódio e apresentaram dados concordantes dentro dos erros experimentais. As temperaturas obtidas ao longo de 55 mm da chama de etanol variaram de 2008 K +- 40 K a 2246 K +- 90 K para razão de equivalência = 0,82; de 2198 K +- 65 K a 2295 K +- 127 K para razão de equivalência = 1,0 e de 1905 K +- 64 K a 2238 K +- 155 K para razão de equivalência = 1,4. Chamas de GLP também foram estudadas em 3 posições ao longo de 15 mm da chama com razões de equivalência, 1,0; 1,5 e 0,87. As temperaturas variaram de 2423 K +- 102 K a 2622 K +- 106 K para razão de equivalência = 0,87; de 2441 K +- 110 K a 2631 K +- 100 K para razão de equivalência = 1,0 e de 2403 K +- 109 K a 2605 K +- 124 K para razão de equivalência = 1,5. O presente estudo mostrou que a técnica de LIF é adequada para o mapeamento da temperatura de chamas, tanto de combustíveis gasosos quanto líquidos. As temperaturas obtidas apresentaram um desvio experimental menor do que 8 %. (AU)

• Processo FAPESP: 00/14503-4 - Medidas de temperaturas de chamas de etanol utilizando métodos de diagnóstico a laser
• Beneficiário: Leila Ribeiro dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado