Banca de DEFESA: CAMILO GUSTAVO ARAÚJO ALVES

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : CAMILO GUSTAVO ARAÚJO ALVES
DATA : 11/02/2019
HORA: 14:00
LOCAL: Sala 414 do CTEC
TÍTULO:

ANÁLISE DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR RADIAÇÃO EM COMBUSTOR DE TURBINA TURBO-FAN PELO MÉTODO LBL


PALAVRAS-CHAVES:

Transferência de Calor por Radiação, Turbina Aeronáutica, Equação da Transferência Radiativa, Método Linha-por-Linha.


PÁGINAS: 74
RESUMO:

Os motores a jato são maquinas térmicas que funcionam regidas pelo ciclo termodinâmico de
Brayton. Este sistema possibilita a conversão de energia térmica em energia cinética de rotação,
através da utilização de um fluido de trabalho, que no caso das turbinas, é o ar. Estes
dispositivos podem ser classificados como estacionários ou não estacionários, dentre as turbinas
não estacionárias a aplicação industrial que mais tem recebido destaque atualmente é a indústria
aeronáutica. Neste segmento, a turbina turbo-fan é o tipo de motor mais utilizado no transporte
de passageiros e de cargas. Por ser uma maquina térmica o turbo-fan é um equipamento sujeito
as dinâmicas associadas a transferência de calor. Em situações de pressão acima de 1 atm e de
temperatura acima de 1500 K de operação, a transferência de calor por radiação é o mecanismo
de troca de calor mais efetivo. A análise deste tipo de transferência de calor possibilita melhor
seleção dos materiais utilizados na fabricação das turbinas aeronáuticas, controle dos produtos
indesejados da combustão e maior segurança em seu regime de funcionamento, relacionado
principalmente ao controle dos Hot-Streaks, principal mecanismo de falha nas turbinas. O
objetivo deste trabalho é analisar a transferência de calor por radiação dentro de um combustor
de turbina turbo-fan com parâmetros de combustão e geometria predefinida. Os campos de
temperatura e concentração das espécies emissoras e absorvedoras de energia radiativa foram
utilizados na análise foram obtidos por Miki et al. (2017), que simularam combustão,
turbulência e convecção na câmara de combustão, mas desconsideraram a transferência de calor
por radiação. A análise feita no trabalho foi para um caso unidimensional. A quantificação do
calor convertido foi feita através de análise computacional aplicado sobre uma linha
unidimensional dentro do combustor da turbina, a qual foi dividida em 25 grupos com
temperaturas e concentrações de gases participantes (CO, H2O, CO2) 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 o método
Linha-por-Linha (LBL) foi utilizado 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 solução da transferência radiativa (RTE), através do método dos Volumes Finitos,
fornecendo o fluxo radiativo e o divergente do fluxo para as condições que foram estabelecidas.
Este trabalho possibilitará uma melhor compreensão da distribuição e quantificação do fluxo
de calor no motor, gerando melhor entendimento sobre as dinâmicas de combustão, melhor

escolha de materiais do dispositivo e maior segurança contra falhas inerentes ao equipamento.
Observou-se neste sistema descontinuidades na curva devido aos processos dinâmicos da malha
de temperatura e concentrações, onde o fluxo de calor radiativo na região imediatamente após
o queimador do combustor apresentou valor de aproximadamente 24 MW/m2 e na região das
aletas de direcionamento do fluxo de 21 MW/m2 para a mistura das substâncias, em que a
influencia majoritária foi do H2O.


MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 2014591 - ANDRE JESUS SOARES MAURENTE
Interno - 209696 - PAULO GILBERTO DE PAULA TORO
Externo à Instituição - FELIPE ROMAN CENTENO - UFRGS
Notícia cadastrada em: 01/02/2019 20:49
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