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Abstract(s)
The environmental impact and the dependence of fossil fuels in the aeronautical sector have
promoted the demand for alternative and greener fuels. This is one of the main challenges for
this sector in the near future. A possible solution in the near future might be the blending of
biofuels with jet fuel, which would allow the use of greener fuels, and a reduction in the
greenhouse gases and emissions without significant changes in the existing fleets of the
companies, which means the development of a “drop in” fuel. In this context, this work
examines the ignition and the combustion characteristics of single droplets of jet-A1 (JF),
hydroprocessed vegetable oil (NExBTL) and their mixtures in a drop tube furnace (DTF). The
objective of this work is to evaluate the influence of the fuel mixture composition on the fuel
characteristics. Droplets with diameters of 155 ± 5 µm, produced by a commercial droplet
generator, were injected into the DTF, whose wall temperature and oxygen concentration were
controlled. Experiments were conducted for three temperatures (900, 1000 and 1100 ºC). The
ignition and combustion of the droplets were evaluated through the images obtained with a
high-speed camera coupled with a high magnification lens, and an edge detection algorithm.
The images allowed for the observation of the burning phenomena, and data are reported for
temporal evolution of droplet sizes and burning rates. The results revealed that the fuel
mixtures followed the ??
2
law, except the mixture with 75% JF for a DTF wall temperature of
1100 ºC. This was due to the occurrence of puffing and micro explosions, which enhanced the
burning rates. In addition, it was observed that the mixtures with a higher content of JF present
brighter flames, and higher burning rates.
O impacto ambiental e a dependência de combustíveis fósseis no setor aeronáutico promoveram a procura por combustíveis alternativos e ecológicos. Este é um dos principais desafios para este setor no futuro. Uma possível solução num futuro próximo pode ser a mistura de biocombustíveis com combustível de aviação, o que permitiria o uso de combustível mais ecológico e a redução de gases de efeito estufa e emissões sem alterações significativas nas frotas existentes das empresas, isto é, o desenvolvimento de um combustível “drop-in”. Neste contexto, este trabalho examina as características de ignição e combustão de gotas isoladas de jet-A1 (JF), óleo vegetal hidroprocessado (NExBTL) e suas misturas num forno de queda livre (DTF). O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da composição da mistura nas características do combustível. Gotas com diâmetros de 155 ± 5 µm, produzidas por um gerador comercial de gotas, foram injetadas no DTF, cuja temperatura da parede e concentração de oxigênio eram controladas. Os testes foram conduzidos para três temperaturas (900, 1000 e 1100 ºC). A ignição e a combustão das gotículas foram avaliadas através das imagens obtidas com uma câmara de alta velocidade acoplada a uma lente de alta ampliação e um algoritmo de deteção de limites. As imagens permitiram a observação dos fenómenos de queima e avaliar a evolução temporal do tamanho das gotas e das taxas de queima. Os resultados revelaram que as misturas de combustível seguem a lei D2 , exceto a mistura com 75% de JF para uma temperatura de 1100 ºC na parede do DTF. Isso ocorreu devido à ocorrência de puffing e microexplosões, o que aumentou as taxas de queima. Observou-se ainda que as misturas com maior teor de JF apresentam chamas com maior intensidade luminosa e maiores taxas de queima.
O impacto ambiental e a dependência de combustíveis fósseis no setor aeronáutico promoveram a procura por combustíveis alternativos e ecológicos. Este é um dos principais desafios para este setor no futuro. Uma possível solução num futuro próximo pode ser a mistura de biocombustíveis com combustível de aviação, o que permitiria o uso de combustível mais ecológico e a redução de gases de efeito estufa e emissões sem alterações significativas nas frotas existentes das empresas, isto é, o desenvolvimento de um combustível “drop-in”. Neste contexto, este trabalho examina as características de ignição e combustão de gotas isoladas de jet-A1 (JF), óleo vegetal hidroprocessado (NExBTL) e suas misturas num forno de queda livre (DTF). O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da composição da mistura nas características do combustível. Gotas com diâmetros de 155 ± 5 µm, produzidas por um gerador comercial de gotas, foram injetadas no DTF, cuja temperatura da parede e concentração de oxigênio eram controladas. Os testes foram conduzidos para três temperaturas (900, 1000 e 1100 ºC). A ignição e a combustão das gotículas foram avaliadas através das imagens obtidas com uma câmara de alta velocidade acoplada a uma lente de alta ampliação e um algoritmo de deteção de limites. As imagens permitiram a observação dos fenómenos de queima e avaliar a evolução temporal do tamanho das gotas e das taxas de queima. Os resultados revelaram que as misturas de combustível seguem a lei D2 , exceto a mistura com 75% de JF para uma temperatura de 1100 ºC na parede do DTF. Isso ocorreu devido à ocorrência de puffing e microexplosões, o que aumentou as taxas de queima. Observou-se ainda que as misturas com maior teor de JF apresentam chamas com maior intensidade luminosa e maiores taxas de queima.
Description
Keywords
Combustão Gota Isolada Hvo Ignição Jet Fuel Micro Explosão Misturas Puffing