Determinação de temperatura de chamas por espectroscopia de espécies quimioluminescentes

Abstract

In a combustion process involving fossil fuels, there is the formation of species Chemiluminescent, especially CH*, C2* and OH*, whose spontaneous emission can be used as a diagnostic tool. In the present work, mapping and determination of the rotational temperature of the species CH* produced in flames on a burner fueled by Liquefied Petroleum Gas (LPG) was carried out. This study is part of a project involving the characterization of supersonic combustion in scramjets engines, whose study has been conducted in the hypersonic shock tunnel IEAv laboratories. The technique used was the natural emission spectroscopy, which has as main advantage of being non-intrusive. The rotational temperature determination was made using the Boltzmann method, whose principle is to relate the emission intensity of the species to the temperature by means of spectroscopic constants established.The temperature values were determined from the analysis of electronic bands AX and BX of the radical CH*. In order to confirm the results of flame temperatures obtained by the natural emission technique, was also used the technique of line reversal sodium. The results of both techniques showed that the temperature of the flames investigated is about 2500K a 2700K

Em um processo de combustão envolvendo combustíveis fósseis, ocorre a formação de espécies quimioluminescentes, com destaque para CH*, C2* e OH*, cuja emissão espontânea pode ser utilizada como ferramenta de diagnóstico. No presente trabalho foi realizado o mapeamento e determinação da temperatura rotacional da espécie CH* em chamas produzidas em um queimador alimentado por Gás Liquefeito de Petróleo (GLP). Este estudo faz parte de uma etapa do projeto envolvendo a caracterização da combustão supersônica em motores “scramjets”, cujo estudo tem sido realizado em túneis de choque hipersônico no IEAv. A técnica utilizada foi a espectroscopia de emissão natural, que apresenta como principal vantagem o caráter não-intrusivo do sistema. A determinação de temperatura rotacional foi feita a partir do método de Boltzmann, cujo princípio consiste em relacionar a intensidade de emissão da espécie com a grandeza temperatura por meio de constantes espectroscópicas bem estabelecidas. Os valores de temperatura foram determinados a partir da análise das bandas eletrônicas A-X e B-X do radical CH*. A fim de validar os resultados de temperatura de chama obtidos pela técnica de emissão natural, foi usada também o método de linha reversa de sódio. Os resultados de ambas as técnicas mostraram que a temperatura das chamas investigadas é de 2500K a 2700K