| Summary: | O entendimento do comportamento de jatos é de extrema importância em diversas aplicações práticas em combustão e propulsão, desse modo, torna-se cada vez mais necessário a realização de análises detalhadas dos parâmetros que influenciam as características deste tipo de escoamento. Este trabalho apresenta um estudo numérico das características de jatos coaxiais turbulentos incompressíveis, baseado na análise da influência da variação na razão de velocidades dos jatos interno e externo e da variação na relação entre os diâmetros dos bocais. As características de jatos turbulentos analisadas neste trabalho são o decaimento da velocidade na linha central, a taxa de espalhamento, o comprimento dos núcleos potenciais, os perfis de velocidade média, a distribuição das tensões de Reynolds, a variação da viscosidade turbulenta, da energia cinética turbulenta e da taxa de dissipação de energia cinética turbulenta. O processo de decomposição de Reynolds, geralmente aplicado a escoamentos incompressíveis, foi utilizado como ferramenta matemática na formulação do escoamento turbulento. Este processo de decomposição fornece as equações de Navier-Stokes com médias de Reynolds. Para o fechamento das equações médias torna-se necessário a modelagem dos termos desconhecidos (tensões de Reynolds) que surgem das não linearidades das equações instantâneas no escoamento médio. No presente estudo, as tensões de Reynolds foram modeladas utilizando diferentes versões do modelo k . A solução numérica das equações foi realizada através da utilização de um aplicativo desenvolvido para solucionar problemas específicos em mecânica do contínuo. Este aplicativo, denominado OpenrFOAM, é uma biblioteca em C + +, de código fonte aberto para Dinâmica dos Fluidos Computacional, que utiliza um método de volumes finitos na discretização das equações. Além da análise dos jatos coaxiais turbulentos foi realizada a análise de um jato simples axissimétrico. Ainda foi realizada a análise de uma configuração de jatos coaxiais com uma razão de áreas entre os bocais similar a de um queimador de chama difusiva tipo Delft. Nesta análise da configuração do queimador, foi considerado bocais coaxiais simples sem a borda entre estes bocais e também a influência da borda entre os bocais. Deste modo, tornou-se possível a obtenção de resultados que foram comparados com trabalhos de outros autores em configurações similares, e o estudo de configurações não disponíveis na literatura, observando as principais diferenças entre elas. === The understanding of the jets behavior is of extreme importance in several practical applications in combustion and propulsion. Therefore, it becomes more and more important the detailed analysis of the parameters that affect the characteristics of this type of flow. This work presents a numerical study of the incompressible turbulent coaxial jets characteristics, based in the analysis of the variation in the velocities ratio of the internal and external jets, and of the variation in the nozzles internal to external diameter relation. The turbulent jets characteristics analyzed in this work are the decay of the centerline speed, the spreading rate, the length of the potential cores, the mean velocity profiles, the Reynolds stress distribution, the variation of turbulent viscosity, the turbulent kinetic energy and the dissipation rate of turbulent kinetic energy. The Reynolds decomposition process, generally applied to incompressible and compressible flows, were used as mathematical tool in the formulation of the turbulent flow. This decomposition process supply the Reynolds Averaged Navier-Stokes equation. For the closing of the mean equations becomes necessary the modeling of the unknown terms (Reynolds stress) that arise due the non linearity of the instantaneous equations in the mean flow. Therefore, it is necessary to use turbulence models to model the Reynolds stress. The numerical solution of the equations were carried through the use of a developed application to solve specific problems in continuous mechanics. This application, called OpenrFOAM, are a C++ library, of open source code for Computational Fluid Dynamics, that uses a finite volume method in the equation discretization. Besides the analysis of turbulent coaxial jets, the numerical analysis of a coaxial jets configuration identical of the axisymmetrical simple jet has also been carried. And also of coaxial jets configuration with a nozzles areas ratio similar of a Delft piloted jet diffusion flame burner, considering simple coaxial nozzles without edge between the two jets and also the influence of the edge between the burner nozzles. As results, it was possible to get results that had been compared with others authors in similar configurations and other results not available in the literature, observing the main differences between them.
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