Análise numérica de uma câmara de combustão de uma micro turbina a gás com recirculação de gases de escape (2011)
- Authors:
- Autor USP: TAKEHARA, MARCELO DAL BELO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: COMBUSTÃO; COGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA; MECÂNICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL; ANÁLISE NUMÉRICA
- Language: Português
- Abstract: Embora seja previsto um aumento na produção de energia renovável nos próximos anos, o predomínio dos processos de geração de energia a partir de combustíveis fósseis ainda não pode ser integralmente substituído. Devido a tal situação, soluções que visem melhorar a eficiência e diminuir as emissões de tais processos vêm sendo pesquisadas. Inserido neste contexto, o sistema de recirculação de gases de escape (exhaust gas recirculation, EGR) é utilizado para diminuir as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx), que surgem através da combustão em motores a diesel, gasolina e em câmaras de combustão de turbinas a gás, e pode auxiliar um possível processo de captura e separação de CO2 (CCS- Carbon capture and Storage). Outra tecnologia que faz parte do CCS é o processo “oxyfuel”, ou oxi-combustão, que utiliza somente oxigênio como oxidante, facilitando assim, a posterior captura do dióxido de carbono. Em se tratando de combustíveis, o gás de síntese, proveniente do processamento do coque ou da biomassa, é uma boa alternativa que pode ser utilizado em combinação com tecnologias de captura de CO2 antes de ser queimado em câmaras de combustão. Este trabalho tem como objeto de estudo o escoamento reativo de uma câmara de combustão, originalmente constituída para trabalhar com GLP, com tais sistemas aplicados, através do uso da fluido dinâmica computacional (CFD) e com auxílio do software FLUENT®. Primeiramente realizou-se uma validação dos resultados da simulação, comparando-os com estudos experimentais retirados da literatura – sem o uso destas tecnologias na câmara de combustão. Foram testados diferentes combustíveis e tecnologias ao longo do projeto, comparando com dados experimentais da literatura e avaliando qualitativamente os resultados obtidos, como as concentrações de CO2 nos gases de saídae os perfis de temperaturas destes processos; realizou-se também uma análise prévia sobre possíveis problemas na combustão, como a instabilidade. As simulações foram realizadas através do método dos volumes finitos com uma malha tridimensional. A modelagem das alternativas utilizou o modelo de turbulência baseado em RANS, modelo de equilíbrio químico para a combustão com o transporte da fração de mistura e sua variância. Aproximações razoáveis foram obtidas com as simulações apresentadas, podendo-se inferir uma viabilidade técnica na implementação destas novas tecnologias de captura de CO2 na área de micro turbinas a gás.
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ABNT
TAKEHARA, Marcelo Dal Belo. Análise numérica de uma câmara de combustão de uma micro turbina a gás com recirculação de gases de escape. 2011. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/a902d65f-a65b-431f-ad0c-32533bafb52a/MARCELO%20DAL%20BELO%20TAKEHARA%20PME11.pdf. Acesso em: 21 mar. 2025. -
APA
Takehara, M. D. B. (2011). Análise numérica de uma câmara de combustão de uma micro turbina a gás com recirculação de gases de escape (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/a902d65f-a65b-431f-ad0c-32533bafb52a/MARCELO%20DAL%20BELO%20TAKEHARA%20PME11.pdf -
NLM
Takehara MDB. Análise numérica de uma câmara de combustão de uma micro turbina a gás com recirculação de gases de escape [Internet]. 2011 ;[citado 2025 mar. 21 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/a902d65f-a65b-431f-ad0c-32533bafb52a/MARCELO%20DAL%20BELO%20TAKEHARA%20PME11.pdf -
Vancouver
Takehara MDB. Análise numérica de uma câmara de combustão de uma micro turbina a gás com recirculação de gases de escape [Internet]. 2011 ;[citado 2025 mar. 21 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/a902d65f-a65b-431f-ad0c-32533bafb52a/MARCELO%20DAL%20BELO%20TAKEHARA%20PME11.pdf
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