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Predicting Radiative Heat Transfer in Oxy-Methane Flame Simulations: An Examination of Its Sensitivities to Chemistry and Radiative Property ModelsPredicción de la transferencia de calor radiativo en simulaciones de llamas de oxiometano: An Examination of Its Sensitivities to Chemistry and Radiative Property Models

Resumen

En primer lugar, se presentan mediciones de llamas de oxiometano confinadas y laminares con diferentes relaciones de dilución O2/CO2 en el oxidante y, a modo de comparación, se incluyen mediciones de llamas de metano-aire. Se realizaron simulaciones de estas llamas empleando las opciones de modelado químicas y de propiedades radiativas adecuadas para comprender mejor las tendencias experimentales y evaluar la sensibilidad de las predicciones a la elección de las opciones de modelado. La química se modeló empleando un enfoque basado en la fracción de mezcla, el concepto de disipación de Eddy (EDC) y modelos de tasa finita (FR) globales refinados. Las propiedades radiativas se estimaron empleando cuatro modelos de suma ponderada de gases grises (WSGG) formulados a partir de diferentes bases de datos espectroscópicas/modelos. Los modelos de fracción de mezcla y EDC predijeron correctamente las tendencias de las variaciones de longitud de llama y concentración de OH, así como las mediciones de O2, CO2 y temperatura fuera de las llamas. Las predicciones de CO2 y O2 del modelo refinado de química de la FR se desviaron de sus valores medidos en la llama con un 50% de O2 en el comburente. Las estimaciones de potencia radiante de la llama variaron menos de 10 et entre los modelos de fracción de mezcla y EDC, pero más de 60 et entre los distintos modelos WSGG. Las mayores variaciones se atribuyeron a los gases de postcombustión en el intervalo de temperaturas de 500 K-800 K en las secciones superiores del horno, que también contribuyeron significativamente a la transferencia radiativa global.

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