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Aplicação das abordagens integral e diferencial à análise de desempenho de queimadores de fornos petroquímicos (2003)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: ARIMA, MARCOS NOBORU - EP
  • Unidades: EP
  • Sigla do Departamento: PME
  • Subjects: COMBUSTÃO; INDÚSTRIA PETROQUÍMICA; COQUE; PERDA DE CARGA
  • Language: Português
  • Abstract: O objetivo desta dissertação é aplicar as abordagens integral e diferencial à análise de desempenho de um determinado conjunto de queimador e forno petroquímico. Estas abordagens foram aplicadas a diversas condições operacionais que incluíram variações de: potência fornecida, excesso de ar e número de "swirl". Somente os aspectos relativos à câmara de combustão foram considerados neste trabalho. Portanto, os fenômenos que ocorrem no interior dos tubos foram exclusos. O modelo integral adotado neste trabalho foi o de 1 Zona de Gás de Hottel [1,28]. O código diferencial utilizado foi o do programa de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) FLUENT 5.5. As informações fornecidas pelas abordagens integral e diferencial, assim como sua utilidade e necessidade foram discutidas. Os fornos petroquímicos foram apresentados através de sua classificação quanto ao aspecto construtivo e tipo de serviço, e através da descrição de seus principais componentes. Os fenômenos envolvidos na câmara de combustão: turbulência, radiação e reação química foram descritos através de seus respectivos modelos. As técnicas numéricas de solução destes modelos também foram apresentadas. O caso estudado corresponde ao da fornalha da HTFS / NEL, cujos aparatos e resultados experimentais e de simulação numérica estão descritos nas referências [11, 33, 34]. A fornalha estudada é composta por uma câmara cilíndrica vertical com 1 m de diâmetro interno e 3 m de altura. As paredes desta fornalha foram resfriadas por seis camisas d'água. O queimador, que utilizou gás natural, estava instalado na soleira. Além dos dados experimentais desta fornalha, os dados experimentais de um modelo isotérmico também foram utilizados. Este modelo isotérmico foi obtido através da aplicação do critério de Thring; Newby [43], conforme referências [8, 9].Os dados experimentais utilizados nesta dissertação foram: o campo de velocidades, os fluxos de calor total em cada camisa d'água e a temperatura de saída dos gases efluentes. Utilizando estes dados experimentais como referência, diversas variações de modelos diferenciais e integrais foram analisadas. As variações dos modelos diferenciais incluíram refinamento da malha e modelos de turbulência. Esta análise permitiu afirmações a respeito da confiabilidade e da faixa de aplicação dos modelos diferenciais e integrais. A principal conclusão deste trabalho foi que o modelo integral representa a taxa de calor transferida para a parede melhor do que o modelo diferencial. Contudo, esta conclusão é específica para os casos estudados e não pode ser generalizada para outros. Esta conclusão é específica porque o desempenho do modelo diferencial foi limitado pelo modelo numérico utilizado e pela inadequação das medições experimentais e critérios de similaridade do escoamento.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 09.04.2003

  • How to cite
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    • ABNT

      ARIMA, Marcos Noboru; KRIEGER FILHO, Guenther Carlos. Aplicação das abordagens integral e diferencial à análise de desempenho de queimadores de fornos petroquímicos. 2003.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2003.
    • APA

      Arima, M. N., & Krieger Filho, G. C. (2003). Aplicação das abordagens integral e diferencial à análise de desempenho de queimadores de fornos petroquímicos. Universidade de São Paulo, São Paulo.
    • NLM

      Arima MN, Krieger Filho GC. Aplicação das abordagens integral e diferencial à análise de desempenho de queimadores de fornos petroquímicos. 2003 ;
    • Vancouver

      Arima MN, Krieger Filho GC. Aplicação das abordagens integral e diferencial à análise de desempenho de queimadores de fornos petroquímicos. 2003 ;

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