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CONEM 2018
X Congresso Nacional de Engenharia Mecânica
A influência do número de swirl sobre a estrutura da zona de recirculação: uma revisão
Submission Author:
Victor Gustavo Ramos Costa Dos Santos , SP , Brazil
Co-Authors:
Victor Gustavo Ramos Costa Dos Santos, Diego Paes de Andrade Peña, Glauber Cruz, Dener Silva de Almeida
Presenter: Victor Gustavo Ramos Costa Dos Santos
doi://10.26678/ABCM.CONEM2018.CON18-0922
Abstract
Escoamentos com swirl são amplamente utilizados em combustores de turbinas a gás. Tais escoamentos são obtidos a partir de um dispositivo swirler, que consiste em um conjunto de pás dispostas em ângulo. Este dispositivo proporciona a formação de uma estrutura de recirculação no escoamento pela adição de uma componente tangencial de velocidade. A intensidade da região de recirculação formada é quantificada por um parâmetro denominado número de swirl (S'), cujos valores elevados promovem uma melhor mistura entre os reagentes e, consequentemente, os níveis de emissões poluentes são reduzidos. Por outro lado, é comum em escoamentos desta natureza, a presença de instabilidades de combustão, que afetam a taxa de operação, a vida útil do equipamento e exige requisitos adicionais de projeto. Ademais, escoamentos com swirl tornam a chama turbulenta, o que por sua vez dificulta a compressão dos fenômenos que ocorrem na estrutura da mesma. Isto pode alcançado mediante técnicas não intrusivas que permitem avaliar as espécies químicas envolvidas na reação, a velocidade de escoamento e a temperatura. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o estado de arte destas técnicas, bem como a influência do número do swirl sobre emissões poluentes, sobretudo NOx e instabilidades de combustão.Escoamentos com ''swirl'' são amplamente utilizados em combustores de turbinas a gás. Tais escoamentos são obtidos a partir de um dispositivo ''swirler'', que consiste em um conjunto de pás dispostas em ângulo. Este dispositivo proporciona a formação de uma estrutura de recirculação no escoamento pela adição de uma componente tangencial de velocidade. A intensidade da região de recirculação formada é quantificada por um parâmetro denominado número de ''swirl'' (S'), cujos valores elevados promovem uma melhor mistura entre os reagentes e, consequentemente, os níveis de emissões poluentes são reduzidos. Por outro lado, é comum em escoamentos desta natureza, a presença de instabilidades de combustão, que afetam a taxa de operação, a vida útil do equipamento e exige requisitos adicionais de projeto. Ademais, escoamentos com ''swirl'' tornam a chama turbulenta, o que por sua vez dificulta a compreensão de fenômenos que ocorrem na estrutura da mesma. Isto pode alcançado mediante técnicas não intrusivas que permitem avaliar as espécies químicas envolvidas na reação, a velocidade de escoamento e a temperatura. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o estado de arte destas técnicas, bem como a relação entre o número de ''swirl'' e as emissões poluentes, sobretudo NOx e instabilidades de combustão.
Keywords
swirl, emissões, poluentes, Instabilidade, Combustão
