FLOW FIELD COMPUTATIONAL ANALYSIS IN A SOLID FUEL RAMJET COMBUSTOR

• Main Author: HELIO DE MIRANDA CORDEIRO
• Other Authors: ANGELA OURIVIO NIECKELE
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2002
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=3283@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=3283@2

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO === Essa dissertação realiza uma análise do escoamento reativo e turbulento no interior do combustor de um estato reator a combustível sólido. Investiga-se diferentes modelos para prever a pirólise do combustível sólido. O modelo matemático é baseado na solução numérica das equações de conservação de massa, quantidade de movimento linear, energia e equações de transporte para quantidades escalares. O modelo de turbulência empregado é o (constante de Von Kármán -taxa de dissipação da energia cinética turbulenta) para altos Reynolds e na modelagem da combustão emprega-se o formalismo da fração de mistura/função densidade de probabilidade prescrita. Próximo às paredes, a lei da parede é usada, sendo a camada limite dividida em duas regiões, uma subcamada laminar e uma região totalmente turbulenta. As transferências de calor e massa para as paredes são calculadas utilizando-se a lei da parede modificada com uso de um parâmetro de transferência de massa. Os resultados obtidos através do modelo proposto foram comparados com os resultados obtidos anteriormente com outros modelos e com dados experimentais, verificando-se que os mesmos apresentam um boa concordância com os dados existentes na literatura, concluindo-se que o modelo é satisfatório para o problema proposto. === This dissertation presents an analysis of reactive and turbulent flow field in a solid fuel ramjet combustor. The ability of different models to predict solid fuel pyrolysis is investigated. The mathematical model is based on the numerical solution of the conservation equations of mass, momentum, energy and transport equations for scalar quantities. The energia cinética turbulenta - taxa de dissipação da energia cinética turbulenta for high Reynolds turbulence model is employed and the combustion is modeled with the mixture fraction/prescribed probability density function formalism. Close to the walls the law-of-the-wall is specified, with the boundary layer divided into two regions, a viscous sublayer and a fully turbulent region. Heat and mass transfer at the walls are calculated using a modified law-of-the-wall based on a blowing parameter. The results obtained using the proposed model were compared with other earlier models predictions and with empirical data. It was verified that the results are in good agreement with literature data, allowing to conclude that the model presented is suitable for the prediction of the mas s transfer and flow field in a solid fuel ramjet combustor.