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Combustão Industrial
JOSÉ EDUARDO MAUTONE BARROSProfessor Adjunto da Universidade Federal de Minas Gerais
Coordenador do Laboratório de Combustíveis e Combustão
Doutor em Engenharia Mecânica - Térmica (UFMG)
Doutor em Engenharia Aeronáutica - Energia (ITA)
Engenheiro Químico (UFMG)
www.mautone.eng.br [email protected]
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO A COMBUSTÃO
DEFINIÇÕES BÁSICAS
COMBUSTÍVEIS
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
REGIMES DE COMBUSTÃO
QUEIMADORES INDUSTRIAIS
EMISSÕES
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CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Difusão
Chamas de Difusão– O combustível e o oxidante são
injetados em correntes separadas.
– A frente de chama é onde ocorrem
as reações e é uma região com
espessura da ordem de milímetros.
– A chama é a separação entre os
gases queimados e os não
queimados.
– A mistura entre o combustível e o
oxidante ocorre por difusão laminar
ou turbulenta.
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Chama de difusão de gases – Injeção forçada em um duto central do
gás combustível.
– Ar injetado lateralmente a chama ou
movimentado apenas por convecção
natural.
Queimador de
Burke-Schumann
Dif
ere
nte
s
qu
eim
ad
ore
s
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Difusão
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Chama de difusão de líquidos– Queima de gotas de líquido no ar:
Estacionário (só difusão)
Com convecção natural
Com convecção forçada
Spray de combustível
Queima de Diesel
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Difusão
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Chama de difusão de líquidos– Modelo de queima de gotas de líquido
Superfície
da partícula
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Difusão
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Chama de difusão de líquidos– Injetores de combustível líquido são usados
para formar um spray (névoa) no ambiente
oxidante.
– Formação de gotas (spray) por quebra do
jato.
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Difusão
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Modelo de combustão de sólidos
III
III
IVV
t 0t 1
t 2t 3
t 4
Te
mp
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Bo
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ólise
Cam
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Não há fluxo gasoso
• Tipos de queima
• Perfil de queima• Carbonização
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Difusão
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Leitos para combustão de sólidos
Fluxo de gases em
um leito fixo.
• Leito Fixo
Vg < Vfm
• Leito Fluidizado
Vg=Vfm
• Leito Borbulhante
Vfm < Vg < Vt
Vfm = velocidade de
fluidização mínima
Vt = velocidade mínima de
transporte de partículas
Vg = velocidade do ar
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Difusão
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Chamas de Pré-mistura– O combustível e o oxidante são
misturados previamente e injetados
na chama em uma corrente única.
– O fenômeno dominante é o tempo
das reações químicas.
– A frente de chama é uma região
muito fina, com espessura da ordem
de 0,1 mm.
– A frente de chama pode ser laminar
ou turbulenta.
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Pré-mistura
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Queimadores para
Chamas de Pré-mistura– A injeção de gases é direta e a mistura
se dá numa câmera anterior ao bico do
queimador. Usa-se um difusor ou um
tubo Venturi para a mistura dos gases.
– A principal característica é a
atomização do combustível líquido e
sua evaporação numa dada região do
queimador antes de atingir a chama.
Difusor GNV
Carburador
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Pré-mistura
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Queimadores para Chamas de Pré-mistura
– Turbina a gás
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Pré-mistura
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Queimadores para Chamas de Pré-mistura
– Queimador Industrial
CLASSIFICAÇÃO DE CHAMAS
Chamas de Pré-mistura
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BIBLIOGRAFIA
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS. NBR 5484: Motores alternativos de
combustão interna de ignição por compressão
(Diesel) ou ignição por centelha (Otto) de
velocidade angular variável – Ensaio – Método de
ensaio. Rio de Janeiro, 1985.
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Combustão Interna Aplicando Análise Orientada a
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Engenharia Mecânica, UFMG, 2003.
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http://redenacionaldecombustao.org/escoladecomb
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Rio de Janeiro: Interciência, 2002.
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John Willey & Sons, 1986.
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Philadelphia: Taylor&Francis, 1998.
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Combustion. New Delhi: Tata McGraw-Hill, 1984.
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Janeiro: Guanabara Dois, 3ª Ed.,1980.
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York: McGraw-Hill, 1988.
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Concepts and Applications. Boston: McGraw-Hill,
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WILLIAMS, F. A. Combustion Theory. New York:
Benjamin Cumings Pub., 1985.