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Análise da influência de modelos de turbulência e de cinética química na simulação de uma chama de hidrogênio

2024; Servicios Academicos Intercontinentales; Volume: 22; Issue: 12 Linguagem: Português

10.55905/oelv22n12-245

1696-8352

Heton Carlos Marques Sampaio, Josivaldo J G da Silva, Evelyn Thalia Michue Davila, Jose Antonio Andres Velasquez Alegre, Mona Lisa Moura de Oliveira, Alexandre Galvão Bueno,

Fluid Dynamics and Mixing

Em um cenário de crescente demanda por hidrogênio na matriz energética mundial como solução para mitigar os impactos das mudanças climáticas, o Brasil emerge como um potencial produtor em escala. Este estudo realizou uma análise computacional de uma chama difusiva de hidrogênio, contribuindo para o desenvolvimento e a otimização de projetos. A pesquisa investigou a influência de modelos de cinética química, com diferentes níveis de complexidade em conjunto com modelos de turbulência na previsão do comportamento da chama em termos de emissões e temperatura média. A metodologia utilizou o software ANSYS-Fluent com uma malha hexadrica não estruturada para simulação. Foram comparados os mecanismos GRI Mech 3.0 e de Conaire et al. (2004) associados aos modelos de turbulência k-ω SST e k-ε padrão. Os resultados indicaram desempenhos distintos entre os modelos de turbulência, com melhor desempenho do k-ω SST nas previsões de O2 e resultados gerais. O modelo k-ε apresentou melhor precisão para curvas de NO2 e OH. Em geral, todas as configurações superestimaram os valores de geração e consumo de espécies e temperatura. A pesquisa destaca a importância de uma abordagem criteriosa na escolha de modelos para previsão de fenômenos complexos, com implicações significativas para o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes no uso do hidrogênio como combustível.