Simulação de Escoamentos Reativos

Apresentação em tema: "Simulação de Escoamentos Reativos"— Transcrição da apresentação:

1 Simulação de Escoamentos Reativos
AC 290 Cristiane Martins

2 O propósito desta seção é mostrar como as mais importantes propriedades dos gases para transferência de calor em combustores industriais variam em função da composição do combustível e oxidante, razão de mistura e temperaturas de preaquecimento do ar.

3 Propriedades de Transporte dos Produtos de Combustão

4 tran.da para tran.dat

5 Gases de exaustão – produtos de combustão

6 A composição do gás e sua temperatura são necessários para calcular a radiação gasosa não luminosa.

7 As propriedades de transporte são necessárias para calcular o coeficiente de transferência de calor por convecção, por exemplo: Nu = a Prb Rec onde Nu, número de Nusselt, Pr é o número de Prandtl, Re é o número de Reynolds e a, b, e c são constantes

8 Densidade A densidade do gás (ρ) pode ser usada para calcular o número de Reynolds (Re = ρv d/µ), o qual é usualmente necessário para calcular o coeficiente de transferência convectivo (h) A densidade é também utilizada para calcular a velocidade média do gás através do combustor, a qual também é necessária para o cálculo do coeficiente de convecção. onde m é o fluxo mássico (o qual é conhecido e igual a soma do fluxo de oxidante + combustível) e A é a área da seção de entrada do combustor.

9 A densidade do gás é inversamente proporcional a temperatura do gás, tal que quando a temperatura aumenta a densidade diminui.

10 Densidade Menor densidade significa menor número de Reynolds e consequentemente transferência de calor convectiva reduzida, se todas as outras variáveis permanecerem ctes.

11 Calor específico (cp) Calor específico do gás (cp), é outra propriedade de transporte que tem impacto na transferência de calor convectiva em um sistema. É utilizado para calcular o número de Prandtl (Pr = cp µ/k), o qual é utilizado para calcular o coeficiente de transferência convectivo (h).

12 Aumento de cp significa aumento de transferência de calor convectivo dos produtos de combustão para a carga.

13 Qual o comportamento do cp com a temperatura dos gases de exaustão?
E com a variação da razão de equivalência?

14 Atente que O calor absorvido pelos gases da combustão provoca nos mesmos um aumento de temperatura. Embora esses gases absorvam a mesma quantidade de calor, o aumento de temperatura não é o mesmo para todos eles. Depende do calor específico (varia com a substância e com a temperatura). Para os cálculos de combustão são usados os calores específicos médios.

15 Condutividade Térmica (k)
Semelhante ao calor específico a condutividade térmica do gás (k) afeta o número de Prandtl, o qual por sua vez afeta o coeficiente de transferência convectivo. Neste caso existe uma relação inversa entre a condutividade térmica e número de Prandtl Quando a condutividade térmica aumenta (diminui), o número de Prandtl diminui (aumenta) juntamente com o coeficiente convectivo, assumindo todas as outras variáveis ctes.

16 Viscosidade () Mede a difusão de momento.
A viscosidade afeta tanto o número de Prandtl quanto o número de Reynolds, o qual por sua vez afetará o coeficiente de transferência convectivo. Relação direta entre a viscosidade e número de Prandtl e relação inversa entre viscosidade e número de Reynolds. Quando a viscosidade aumenta, o número de Prandtl aumenta e o número de Reynolds diminui, assumindo todas as outras variáveis ctes.

17 Forno rotativo – esquema

18 Forno rotativo

19 Parâmetros Admensionais
Re Pr Le Gr Fr etc..