Inversão de Fluxo em Aparelhos Domésticos de Combustão em Portugal: Estudo Experimental

Os sistemas de ventilação assumem uma grande importância no consumo de energia de climatização e na definição das condições higrotérmicas e da qualidade do ar interior dos edifícios. Entre outras funções, são absolutamente necessários para garantir os níveis de oxigénio necessários aos aparelhos domésticos de combustão. Em Portugal é usual instalar, em edifícios de habitação multifamiliar e com sistemas de ventilação natural, um exaustor mecânico individual em cada cozinha (ventilação descentralizada). Os aparelhos de aquecimento de água para aquecimento ambiente ou para águas quentes sanitárias, do tipo B, não devem ser instalados em locais onde existam exaustores com ventiladores mecânicos. O desrespeito desta incompatibilidade acarreta frequentemente a paragem dos aparelhos a gás em função da inversão do fluxo dos gases de combustão na conduta de exaustão. Neste artigo, avalia-se o impacte do funcionamento do exaustor mecânico no desempenho do aparelho a gás do tipo B normalmente instalado na cozinha. A combinação da ventilação natural ou mecânica na cozinha com a exaustão natural dos produtos de combustão do aparelho a gás foram ensaiadas bem como a avaliação das condições críticas que conduzem à paragem em segurança do aparelho a gás ou à inversão dos produtos da combustão na respetiva conduta de exaustão. Uma das principais conclusões a retirar é que para o caso da exaustão mecânica na cozinha, em simultâneo com a exaustão natural dos produtos de combustão do aparelho a gás, a grelha exterior da cozinha é um dispositivo fundamental para assegurar as condições adequadas para uma boa exaustão dos produtos da combustão e nas situações limite (reduzida admissão de ar por outros meios ou caudais de extração elevados) pode impedir a paragem em segurança do aparelho ou mesmo a inversão dos produtos da combustão. Para este efeito, também deve ser limitado o caudal máximo dos exaustores mecânicos

Gaseificador de blocos de madeira em leito fluidizado: uma revisão

O estudo inicia-se a partir do aproveitamento da biomassa em um gaseificador no qual é gerado cinzas e um gás de síntese. Existem três tipos mais comuns de gaseificadores, sendo estes o gaseificador de leito fluidizado, gaseificador de leito fixo e gaseificador de fluxo de arraste. As quatro etapas do processo de gaseificação são descritas como secagem, pirólise, combustão e redução. O gás de síntese gerado a partir do gaseificador passa por um ciclone, ou mais comumente chamado de catalisador, onde são retirados os materiais particulados e suas impurezas, sendo o alcatrão o resíduo que pode ser denominado um grande desafio para a purificação. Posteriormente, o gás de síntese alimentará um sistema chamado de acionadores primários, sendo eles os motores de combustão interna (Otto ou Diesel), motor de combustão externa (Stirling) microturbinas e células combustíveis.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Gaseificador de blocos de madeira em leito fluidizado: uma revisão

O estudo inicia-se a partir do aproveitamento da biomassa em um gaseificador no qual é gerado cinzas e um gás de síntese. Existem três tipos mais comuns de gaseificadores, sendo estes o gaseificador de leito fluidizado, gaseificador de leito fixo e gaseificador de fluxo de arraste. As quatro etapas do processo de gaseificação são descritas como secagem, pirólise, combustão e redução. O gás de síntese gerado a partir do gaseificador passa por um ciclone, ou mais comumente chamado de catalisador, onde são retirados os materiais particulados e suas impurezas, sendo o alcatrão o resíduo que pode ser denominado um grande desafio para a purificação. Posteriormente, o gás de síntese alimentará um sistema chamado de acionadores primários, sendo eles os motores de combustão interna (Otto ou Diesel), motor de combustão externa (Stirling) microturbinas e células combustíveis.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Motores de combustão interna

Este livro é a primeira obra extensa em lingua Portuguesa sobre motores de combustão interna, nomeadamente os de tracção automóvel. Embora tenha sido escrita como um elemento de estudo para alunos universitários de Engenheria mecânica, pretende também ser uma obra de referência para mecânicos, engenheiros ou aficcionados por automóveis e/ou motores. Está dividido em 11 capítulos, incluindo a descrição de motores e a história da sua evolução até aos nossos dias. Contém aspectos mais teóricos como a análise de ciclos e mais práticos como o teste de motores. Nele, o interessado poderá analisar o desempenho dos motores, prever as suas características e obter a informação necessária para os modelar e projectar. Por exemplo, o Cap.lO inclui as equações necessárias para projectar um escape "de rendimento" para motores a dois tempos. Esta obra integra assuntos não habituais em livros deste género. Nela pode encontrar-se uma descrição aprofundada sobre combustíveis, incluindo os usados pelos "dragsters top fuel" (nitro metano), o "aumentador de potência" N20 (que não é um combustível mas sim um oxidante), combustíveis menos correntes como o hidrogénio, os álcoois e os éteres. Nesse capítulo referem-se ainda os conhecidos bio-diesel (ésteres) e a forma como são produzidos, além de se descreverem os óleos lubrificantes, incluindo os sintéticos. Outros assuntos pouco frequentes neste tipo de obras passam pela descrição e projecto de salas de teste de motores, análise da variabilidade da combustão, descrição dos sistemas OBD, estudo minucioso do motor analisando o seu funcionamento por não menos que oito diferentes rendimentos, não incluindo as cinco relações (eficiências e rendimentos) apresentadas para analisar a lavagem dos motores a dois tempos. Para além da parte eminentemente teórica desta obra (que inclui a avaliação dos ciclos em carga parcial), sobressai o Cap.5 (com uma centena de páginas) dedicado à descrição exaustiva dos motores e dos seus vários componentes. Um subcapítulo é vocacionado aos motores de Formula 1. Actualmente assiste-se a uma grande evolução nos motores, da qual os novos sistemas de "common-rail" nos motores diesel e de injecção directa nos a gasolina são o resultado visível. Porém, outros progressos mais radicais estão a ser desenvolvidos, provavelmente levando a tipos de motores de combustão "híbrida" entre os que consomem gasolina e gasóleo. Estes tipos de combustão têm várias denominações, mas são geralmente conhecidos por CAI (controlled auto ignition) e por HCCI (homogeneous charge compression ignition), assunto exposto no Cap.8, e que se prevê seja determinante no futuro dos motores. Os motores de combustão interna são máquinas intensamente usadas no mundo sendo, simultaneamente, uma fonte de satisfação mas também de problemas como os ambientais. Assim, espera-se que a leitura desta obra possa levar ao melhor conhecimento e à utilização destas máquinas admiráveis

Sobre a calorimetria de combustão

Estes estudos permitem contribuir para o estabelecimento de correlações entre parâmetros energéticos e características estruturais em diferentes tipos de compostos. De facto, não sendo possível efectuar medições termoquímicas para todos os compostos que se sintetizam, procura-se obter resultados experimentais para um número representativo de espécies em cada classe de compostos, estabelecendo, sempre que possível, correlações entre estrutura e propriedades Termodinâmicas. Assim, obtém-se métodos de estimativa de valores para os parâmetros energéticos relativos a compostos estruturalmente afins, mas que não foram e/ou não serão alvo de estudo experimental.Com o objectivo de determinar os valores das entalpias molares de formação padrão para os referidos compostos, no estado gasoso, fazem-se determinações de entalpias molares de vaporização e de sublimação padrão usando outras técnicas descritas na literatura

Numerical Analysis of a Single Droplet Combustion: Jet-A1, N-Dodecane, N-Hexadecane

There has been an increase in concerns about the planet earth and its resources throughout the past decades. The dependency on fossil fuels created a critical dilemma since transportation is currently fueled by traditional, not sustainable power sources. The originated climate crisis on fossil fuels demands action from mankind, specifically concerning the research on alternative ways of fueling the current methods of transportation. The implementation of Biofuels in transportation encourages future scientists and engineers as a realistic option among other different paths constructed to develop sustainable fuels. The study of the injection, impinging, evaporation, and combustion allows the improvement of the burning characteristics assuming a specific fuel within a combustion chamber. These investigations of the combustion and evaporation procedures improve the burning droplet performance and thus reduce the emitted emissions under the same circumstances. This study intends to numerically simulate the single droplet evaporation and combustion of fuel droplets in a drop tube furnace (DTF) that has the capacity of varying the ambient temperature. The numerical approach simplifies the physical phenomena by employing an Eulerian-Lagrangian approach, considering a discrete and a continuous phase, which is further accomplished while running in a CFD software. The continuous phase is computed recurring to a turbulence modeling, while the dispersed phase is separately computed using the discrete phase model. The computation of the combustion phenomenon is deeply related to the evaporation of the discrete phase employing the non-premixed combustion provided by the operating software. There is a 2D planar simplification of the 3D axisymmetric experimental cylinder followed by the respective discretization of the mathematical equations and pressure-velocity coupling. This work numerically simulates the burning phenomenon of n-dodecane, jet fuel, and nhexadecane single droplets. The obtained results of the droplet size reduction relating to time display agreement with the d 2 law and respective experimentally obtained data. The acquired outcomes also allow the establishment of correlations between the combustion characteristics and the droplet physics properties, such as velocity, displaying a reduction of the droplet velocity alongside the shrink of the droplet diameter. This information is visible for different temperature environments and fuels, suggesting a physical association. Besides this interpretation, the imposed droplet initial velocity variations (1.0 m/s until 1.3 m/s) do not affect the combustion characteristics outcomes. This study demonstrates a precise relation between the ambient temperature of the drop tube furnace (DTF) and the improvement of the combustion process and burning properties. Additionally, the chemical composition of the fuels influences the combustion characteristics and their performances. Overall, the numerical performed simulation can be improved and thus approximate the implemented simulation to the occurring physical event, allowing the development of the additional knowledge in this thematic.As preocupações relativamente ao planeta Terra e os seus recursos naturais têm vindo a aumentar nas últimas décadas. A dependência de combustíveis fósseis provocou um problema delicado, visto que o transporte atualmente é essencialmente abastecido por fontes de energia tradicionais e não sustentáveis. A crise climática originada devido à utilização de combustíveis fósseis exige ações da humanidade, especificamente no que se refere à pesquisa de formas inovadoras de abastecer os atuais meios de transporte. A implementação de biocombustíveis nos transportes atuais, desperta o interesse dos cientistas e engenheiros como uma opção viável entre os distintos possíveis caminhos para se desenvolver opções de combustíveis sustentáveis. O estudo de fenómenos como a injeção, a colisão de gotas, a evaporação e a combustão permite a melhoria das características de queima de um determinado combustível dentro da câmara de combustão, porém o estudo da combustão e da evaporação revela ser a forma mais eficiente para reduzir as emissões e melhorarando significativamente o desempenho da queima. Este estudo pretende simular numericamente a evaporação e combustão de gotículas de combustível dentro de um forno tubular com capacidade de variar a temperatura ambiente. A abordagem numérica simplifica os fenómenos físicos, empregando uma abordagem EulerLagrange realizada com auxílio de um software de Dinâmica de Fluidos Computacional (DFC). A fase contínua é calculada recorrendo a um modelo de turbulência, enquanto a fase dispersa é calculada separadamente utilizando um modelo de fase discreta. O cálculo do fenómeno de combustão está profundamente relacionado à evaporação da fase discreta empregando posteriormente o modelo de combustão fornecida pelo software utilizado. Adicionalmente, existe uma simplificação 2D do domínio e a respetiva discretização das equações matemáticas em conformidade com o acoplamento pressão-velocidade do modelo numérico. Neste trabalho o fenómeno de queima de gotas é simulado para gotas isoladas de n-dodecano, jet fuel e n-hexadecano. Os resultados obtidos relativamente à evolução temporal do diâmetro da gota mostram concordância com a lei d 2 e respetivos dados obtidos experimentalmente. Os resultados adquiridos também permitem uma correlação das características da combustão e a dinâmica das gotas, apresentando uma redução entre velocidade das gotas e a respetiva redução do diâmetro das gotas. Esta relação ocorre para diferentes temperaturas do meio continuo e utilizando diferentes combustíveis, sugerindo uma associação física. Além dessa interpretação, a variação da velocidade inicial da gota não afeta os resultados das características de combustão. Durante o estudo é demonstrada uma relação entre a temperatura ambiente do forno tubular e a indução do processo de combustão bem como as propriedades de queima da gota. Além disso, as composições químicas dos combustíveis utilizados aparenta influenciar as características de combustão da gota e o seu desempenho global na câmara de combustão. De uma forma geral, a simulação numérica poderá ser optimizada em trabalhos futuros e aproximar a simulação ao fenómeno fisico, permitindo assim o desenvolvimento de conhecimentos nesta temática

Simulação Da Captura De CO2 Por Meio De Pós-Combustão De Carvão Mineral

TCC (graduação) - Universidade Federal De Santa Catarina - Campus Araranguá. Engenharia de EnergiaDevido à crescente emissão de gases do efeito estufa, tem-se buscado processos mais limpos, principalmente relacionados à emissão de CO2. Uma das soluções para esse grave problema é a captura e armazenagem de carbono. O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto da implantação da tecnologia de captura de CO2 na pós-combustão utilizando o software IECM-CS. Foram feitas simulações tendo como objeto de estudo a UTLC do Complexo Termelétrico Jorge Lacerda, maior termelétrica do Brasil e da América Latina, tomada como planta base para comparação com uma planta virtual simulando a inserção da tecnologia de captura na pós-combustão. Por meio dos resultados decorrentes dessas simulações, foi possível avaliar o impacto da tecnologia na redução das emissões atmosféricas, investigar opções para aproveitamento de resíduos (dióxido de carbono, dióxido de enxofre e cinzas leves e pesadas). Também comparou-se o preço da energia elétrica produzida pela planta base com o preço simulado pelo IECM-CS com a implantação da tecnologia de captura de CO2 considerada, verificando-se um aumento de 136,32% no custo da energia elétrica. Além disso, a instalação do sistema de captura de CO2 reduziu a eficiência da planta em torno de 20%, com acréscimo de 58,53% no consumo de água

Evaluation of nanoparticles in the performance of energetic materials

The addition of nanosized metal particles in propulsion systems such as solid and liquid propellants, hybrid propellant and ramjet motors has recently became a major focus of research. Significant increases in the burning velocity and in the specific impulse are some of the advantages of using nano-scale energetic materials in many different types of propulsion systems. Aluminum has been largely employed as a metallic additive in energetic materials, also in a recently new propulsion system (aluminum/ice propulsion, “Alice”), and some studies show that the advantages of using nanosized aluminum instead of microsized aluminum are facilitating the ignition of the systems and allowing better incorporation of the components in the formulations and improving its homogeneity. Some of the combustion processes that require high pressures and even higher temperatures can occur in moderate conditions due to the increase of the surface area of the reactants, in this case, the metallic additive

Impactes dos incêndios florestais em escombreiras de carvão abandonadas

A indústria mineira tem apreciáveis impactes ambientais. No caso das minas de carvão, os resíduos resultantes da exploração - as escombreiras -, podem originar contaminação de solos, águas superficiais e aquíferos, constituindo um ponto importante de discussão na agenda política das questões ambientais. Após o abandono da atividade mineira, as escombreiras vão-se recobrindo de solo e de vegetação arbustiva e arbórea, que encobre os resíduos de carvão que as constituem. Analisam-se e comparam-se as situações ocorridas nas escombreiras das minas de S. Pedro da Cova (Gondomar) e da mina da Bezerra (Porto de Mós), esta última integrada na área do Parque Natural das Serras de Aire e Candeeiros (PNSAC). Estas escombreiras foram encontradas em combustão lenta, após terem ocorrido incêndios florestais na área onde se localizam. Da combustão lenta das escórias de carvão resultou o abatimento das escombreiras, fumos, emissões de monóxido de carbono e anidridos sulfurosos e um cheiro intenso a enxofre que se dispersou pelas localidades em questão, provocando mal-estar na população. Referem-se as medidas de mitigação utilizadas na escombreira da Bezerra para acabar com a combustão lenta e diminuir os impactes ambientais dessa situação. Em contrapartida, nas escombreiras de S. Pedro da Cova, apesar dos documentos legais que impõem a adoção de medidas para superação do seu passivo ambiental, pouco ou nada se fez até agora