ANÁLISE DA IMPORTÂNCIA DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR RADIAÇÃO EM TURBINAS AERONÁUTICAS
Transferência de Calor por Radiação; Turbina Aeronáutica; Equação da Transferência Radiativa; Método Linha-por-Linha.
As turbinas são maquinas térmicas utilizadas em diversas aplicações, uma destas é a
aeronáutica. Em situações de alta pressão (acima de 1 atm) e alta temperatura (acima de 1500
K) de operação, considera-se que a transferência de calor por radiação é o mecanismo de troca
de calor mais efetivo. A análise deste tipo de transmissão de calor possibilita melhor seleção
dos materiais utilizados na fabricação do equipamento, controle dos produtos indesejados da
combustão e maior segurança em seu regime de funcionamento, relacionado principalmente
ao controle dos Hot-Streaks (pontos de alta temperatura), principal mecanismo de falha nas
turbinas. Com base nessas informações o objetivo deste trabalho é analisar a transferência de
calor por radiação dentro de um combustor de turbina aeronáutica de alta pressão com
parâmetros de combustão e geometria predefinida. A quantificação do calor produzido foi
feita através de análise computacional por elementos finitos, aplicado sobre uma linha
unidimensional dentro do combustor da turbina, a qual foi dividida em 18 grupos com
temperaturas e concentrações de gases participantes (CO, CO2 𝑒 H2O) distintos. O banco de
dados utilizado nesta pesquisa foi o HITEMP2010 que forneceu informações características
para as concentrações e temperaturas de cada gás participante. Com base nesses dados foi
utilizada uma rotina computacional considerando método Linha-por-Linha (LBL) para obter
os coeficientes de absorção característicos para cada concentração de substancia participante e
temperatura, fixando-se a pressão em 3 atm. Os coeficientes de absorção, juntamente com as
seções transversais de absorção foram utilizados na segunda rotina computacional que
proporcionou a resolução da equação de transferência radiativa (RTE), fornecendo o fluxo
radiativo e o divergente do fluxo para as condições que foram estabelecidas.