Publicação
Estudo CFD para obtenção de linhas orientadoras para o retrofitting de queimadores de gás natural para misturas com hidrogénio
| Resumo: | A dissertação contempla o estudo numérico do queimador Cambridge Stratified Swirl Burner, através da ferramenta ANSYS FLUENT 18.2, com o objetivo de obter linhas orientadoras para o retrofitting deste equipamento, da queima de CH4 puro para a queima de H2 ou misturas. Este queimador tem pré-mistura e mecanismos de estabilização de chama do tipo bluff-body e swirl, mas não tem câmara de combustão. Dado ser um queimador aberto, realizou-se um estudo comparativo com a teoria de jatos livres. Realizou-se, também, um estudo de independência de malha. A queima de CH4 puro ocorreu com sucesso, e os resultados foram validados com base em resultados da literatura. A queima de misturas de H2 e CH4 foi obtida com sucesso para percentagens de H2 a oscilar entre os 2% e os 80%. Estudou-se, por último, o impacto da variação da velocidade de injeção de misturas no comportamento da chama. Concluiu-se que a adição de H2 aumenta o tamanho e temperatura da chama e que a fração mássica máxima de CO2 apenas se reduz quando é adicionado mais de 40% de H2. Concluiu-se que a variação da velocidade axial não é suficiente para igualar as propriedades da chama de misturas de hidrogénio à original de CH4. |
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| Autores principais: | Barbeiro, João Diogo de Bastos |
| Assunto: | Queimador Pré-mistura Combustão Hidrogénio Metano Simulações Numéricas |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade Nova de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório Institucional da UNL |
| Resumo: | A dissertação contempla o estudo numérico do queimador Cambridge Stratified Swirl Burner, através da ferramenta ANSYS FLUENT 18.2, com o objetivo de obter linhas orientadoras para o retrofitting deste equipamento, da queima de CH4 puro para a queima de H2 ou misturas. Este queimador tem pré-mistura e mecanismos de estabilização de chama do tipo bluff-body e swirl, mas não tem câmara de combustão. Dado ser um queimador aberto, realizou-se um estudo comparativo com a teoria de jatos livres. Realizou-se, também, um estudo de independência de malha. A queima de CH4 puro ocorreu com sucesso, e os resultados foram validados com base em resultados da literatura. A queima de misturas de H2 e CH4 foi obtida com sucesso para percentagens de H2 a oscilar entre os 2% e os 80%. Estudou-se, por último, o impacto da variação da velocidade de injeção de misturas no comportamento da chama. Concluiu-se que a adição de H2 aumenta o tamanho e temperatura da chama e que a fração mássica máxima de CO2 apenas se reduz quando é adicionado mais de 40% de H2. Concluiu-se que a variação da velocidade axial não é suficiente para igualar as propriedades da chama de misturas de hidrogénio à original de CH4. |
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