Simulação de espectros do radical C2* para estudos de combustão / Simulation of C2* radical spectra for combustion studies

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

O diagnóstico das espécies presentes nos processos de combustão é fundamental para o desenvolvimento de artefatos de combustão, como queimadores, câmaras, etc. e também para a compreensão desses processos, através do estudo dos mecanismos das reações químicas com o auxílio de modelos matemáticos. Uma das técnicas de diagnóstico empregadas com grande sucesso é a espectroscopia de emissão, um método não intrusivo e que apresenta facilidade na interpretação de dados experimentais. A aplicação da espectroscopia de emissão nos processos de combustão exige uma análise espectral das espécies a serem estudadas, determinando quais faixas de frequência possuem as melhores linhas para análise. Para radicais cujas constantes espectroscópicas são conhecidas, é possível calcular os espectros de emissão em função da temperatura. A intensidade de emissão para um nível de energia específico será função da ocupação do nível (que é função da temperatura) e da concentração do radical. A determinação de temperatura de chamas a partir do espectro de emissão da banda de Swan do radical C_2 *, presente na queima de combustíveis contendo hidrocarbonetos, é o objeto deste estudo. Esta determinação baseia-se na distribuição da população das moléculas dos radicais pelos seus diversos níveis de energia do estado eletrônico excitado, que seguem uma distribuição de Boltzmann. Deste modo, é necessária a aquisição ou o desenvolvimento de um programa de simulação de espectros de emissão, que possa gerar resultados confiáveis, permitindo a análise prévia dos espectros para posterior estudo em laboratório. Foi desenvolvido um programa para simular os espectros do radical C_2 *, sob várias condições de temperatura e resolução do equipamento de medida. Os resultados teóricos são comparados aos espectros experimentais, para determinar, por exemplo, a temperatura rotacional. O programa conta com uma interface gráfica, facilitando a comparação com os dados experimentais e com acesso ao código fonte caso seja necessária alguma alteração. A validação do programa foi feita por comparação entre espectros por ele simulados e dados disponíveis na literatura. O programa forneceu resultados conforme as expectativas e foi utilizado para avaliar a temperatura rotacional (não equilibrio) de espectros experimentais obtidos nos laboratórios do IEAv.

ASSUNTO(S)

temperatura rotacional diagnóstico de combustão espectroscopia de emissão banda swan simulação computacional de espectros rotational temperature combustion diagnostics emission spectroscopy swan band computacional spectrum simulation

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