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Type: Tese de Doutorado
Title: Caracterização de parâmetros e ignição térmica de onda de choque em tubo de choque usando simulação numérica
Authors: Claudio Marcio Santana
First Advisor: Jose Eduardo Mautone Barros
First Referee: Sergio de Morais Hanriot
Second Referee: Juan Carlos Horta Gutierrez
Third Referee: Juan Canellas Bosch Neto
metadata.dc.contributor.referee4: Cristiana Brasil Maia
Abstract: O presente trabalho consistiu em desenvolver uma rotina computacional para previsão e caracterização dos parâmetros de tempo de atraso de ignição, pressão, velocidade de reação química, velocidade de propagação, número de Mach, temperatura da chama, massa específica dos produtos gerados na combustão e energia liberada no processo de combustão da onda de choque em um tubo de choque. A modelagem matemática considerou a região de alta pressão do tubo de choque conhecida como seção conduzida. Foi utilizado o compilador de códigos Lazarus para geração das malhas triangulares não estruturadas e implementação das rotinas computacionais para simular a propagação de ondas de choque no interior do tubo de choque. A modelagem matemática utilizou os parâmetros geométricos do tubo de choque do laboratório de combustão da Universidade Federal de Minas Gerais e foi baseada somente no deslocamento da onda de choque após rompimento do diafragma. Resultados dos ensaios experimentais realizados por Santana (2013) com etanol, Diesel e biodiesel foram comparados e correlacionados com trabalhos realizados por outros autores para gerar dados de entrada para simulação. Esses dados foram utilizados para simular o comportamento da onda de choque no tubo de choque. O trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento de rotinas computacionais para caracterizar os parâmetros de onda de choque sem e com combustão, validar os ensaios experimentais realizados no tubo de choque do laboratório de combustão da Universidade Federal de Minas Gerais conduzidos por Santana (2013), Valente (2016) e Guimarães (2016). Os resultados alcançados na simulação foram confrontados com testes experimentais e foram considerados satisfatórios, uma vez que estão na mesma ordem de grandeza dos resultados encontrado nos testes experimentais realizados por Santana (2013) e outros trabalhos. Pode-se afirmar que é possível realizar medições de tempos de atraso de ignição de combustíveis utilizando o tubo de choque do laboratório de combustão da Universidade Federal de Minas Gerais.
Abstract: The present work consisted in developing a computational routine to predict and characterize the parameters of ignition delay time, shock wave pressure, chemical reaction velocity, shock wave propagation velocity, Mach number, flame temperature, density of the products generated in the combustion and energy released in the combustion process of the shock wave in a shock tube. Mathematical modeling considered the high-pressure region of the shock tube known as the conducted section. The Lazarus code compiler was used to generate unstructured triangular meshes and implementation of computational routines to simulate the propagation of shock waves inside the shock tube. The mathematical modeling used the geometric parameters of the shock tube of the combustion laboratory of the Federal University of Minas Gerais and was based only on the displacement of the shock wave after rupture of the diaphragm. Results of the experimental tests carried out by Santana (2013) on ethanol, diesel and biodiesel were compared and correlated with work done by other authors to generate input data for simulation. These data were used to simulate the behavior of the shock wave in the shock tube. The main objective of this work was the development of computational routines to characterize the shock wave parameters without and with combustion, to validate the experimental tests performed in the combustion tube of the combustion laboratory of the Federal University of Minas Gerais conducted by Santana (2013). Valente (2016) and Guimaraes (2016). The results obtained in the simulation were confronted with experimental tests and were considered satisfactory, since they are in the same order of magnitude of the results found in the experimental tests performed in the shock tube by Santana (2013) and other works. It can be stated that it is possible to carry out measurements of ignition delay times of fuels using shock tube from the combustion laboratory of the Federal University of Minas Gerais.
Subject: Combustão
Automóveis Ignição
Engenharia mecânica
Choque (Mecânica)
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B8EHXX
Issue Date: 17-Dec-2018
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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