CFD OpenFOAM: implementação da combustão smouldering e sua avaliação paramétrica

dc.contributor.advisor1Martins, Márcio Ferreira
dc.contributor.authorMaioli, Artur Guimarães
dc.contributor.referee1Fonseca, Henrique Massard da
dc.date.accessioned2018-08-02T00:02:54Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-02T00:02:54Z
dc.date.issued2016-09-30
dc.description.abstractSmouldering is a slow, low-temperature, flameless form of combustion that occurs at rel-atively low temperatures. It is supported by the heat released in heterogeneous reactionsresulting from direct attack of oxygen on the surface of solid fuels. Despite the relatively lowcharacteristics, it constitutes a significant hazard. This work aimed to evaluate the smol-dering combustion of oil shale in a combustion cell. The open-source software OpenFOAMwas used together with the solver biomassGasificationFoam, designed for thermochem-ical conversion processes of solid fuels in a fixed bed. The results were compared withexperimental data from literature. It was also analyzed the importance of oxigen supply tothe combustion front velocity. Finally, a parametric study was conducted to evaluate theinfluence of physical parameters in the evolution of bed temperature and combustion frontvelocity. The temperature profiles showed good agreement with the experiments. It wasfound that the temperature of the solid and gas phases have different values, characterizingthe local thermal non-equilibrium. Moreover, it was possible to confirm the reaction leadingcombustion structure, where the reaction zone moves more quickly than the heat transferzoneeng
dc.description.resumoA combustão smouldering é uma forma de combustão lenta, sem chama e que ocorre a relativamente baixas temperaturas. Ela é sustentada pelo calor liberado em reações heterogêneas decorrentes do ataque direto de oxigênio na superfície de combustíveis sólidos. Apesar das características relativamente baixas desse tipo de combustão, ela apresenta um perigo significativo. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a combustão smouldering do xisto betuminoso em uma célula de combustão. Para isso foi utilizado o software de simulação gratuito OpenFOAM, com o solver biomassGasificationFoam, destinado à processos de conversão termoquímica de combustíveis sólidos em leito fixo. Os resultados foram comparados com dados experimentais da literatura. Os perfis de temperatua simulados apresentaram boa concordância com os experimentos, além de que foi possível a confirmação da estrutura de combustão reaction leading, onde a zona de reação avança de forma mais rápida do que a zona de transferência de calor. Foi avaliado também a importânica do fornecimento de oxigênio na velocidade de propagação da frente de chama, confirmando que esse parâmetro governa essa velocidade. Por fim, foi realizado um estudo paramétrico para avaliar a influência de parâmetros físicos na evolução da temperatura do leito e na velocidade de propagação da frente de chama.
dc.formatText
dc.identifier.citationMAIOLI, Artur Guimarães. CFD OpenFOAM: implementação da combustão smouldering e sua avaliação paramétrica. 2016. 111 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2016.
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/9737
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectSmouldering combustioneng
dc.subjectSolid fuelseng
dc.subjectBiomassGasificationFoampor
dc.subjectOpenFOAM (Programa de computador)por
dc.subjectCombustão smoulderingpor
dc.subject.br-rjbnCombustão
dc.subject.br-rjbnCombustíveis sólidos
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.subject.udc621
dc.titleCFD OpenFOAM: implementação da combustão smouldering e sua avaliação paramétrica
dc.typemasterThesis

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