SIMCOMB - aplicação computacional para sistemas de combustão

Abstract

Desde a revolução industrial que o consumo de energia, a nível mundial, tem aumentado de forma contínua. A queima de combustíveis fósseis tem sido o principal processo para obter a energia necessária para o consumo final, com contribuições menores da energia nuclear, da energia hidroelétrica, da energia eólica, e uma fração residual, contudo crescente, das restantes energias renováveis (biomassa, geotérmica, marés). O esgotamento dos recursos fósseis e os problemas de natureza ambiental associados justificam o desenvolvimento de novas formas de energia, no qual os recursos renováveis se encontram. A conversão térmica de combustíveis é responsável pela emissão de poluentes para a atmosfera e de resíduos sólidos que necessitam de uma gestão apropriada. Face à complexidade de problemas com que várias áreas de estudo se deparam atualmente e dada a grande disponibilidade de recursos computacionais existentes a modelação e a simulação numérica constituem hoje, mais do que nunca, uma mais-valia. O Matlab é um exemplo de uma ferramenta informática de cálculo numérico. Este trabalho descreve a aplicação SIMCOMB.exe, um programa que através da realização do balanço mássico e energético de um processo de combustão, tendo por base a análise imediata e elementar do(s) combustível(eis) e das condições de operação permite determinar a composição dos produtos da combustão e a energia disponível. O programa permite ainda o pré-dimensionamento de uma instalação de combustão. O SIMCOMB.exe possibilita a um investigador simular, num curto período de tempo, diferentes composições de combustíveis e diferentes condições de operação, e obter informação previsível na realização de ensaios laboratoriais.

Worldwide energy consumption has continuously increased since the industrial revolution. Every projection for the XXI century foresees that this tendency will continue. The burning of fossil fuel has been the main process used to obtain the necessary energy for final consumption, with minor contributions from nuclear and hydroelectric energy, wind energy and the increase residual fraction of renewable energies (biomass, geothermic, tides). The depletion of fossil resources and the associated environmental problems justify the development of new forms of energy of which renewable resources are a part. The thermal conversion of fuels is responsible for the emission of pollutants into the air and solid waste requiring proper management. Nowadays several areas of study, considering the complexity of the subjects, face many problems. Given the great availability of existing computational resources, modelling and numerical simulation are now more than ever great assets to resolve major questions. Matlab is an example of a numerical calculation computing tool that allows the creation of graphic interfaces of easy or moderate utilization by any user. The present study described the application SIMCOMB.exe. The program allows the realization of mass, energetic and pre-dimensioning balance of a combustion installation based on the immediate and elementary analysis of fuel(s) and the conditions of the operation. The program also allows pre-design of a combustion plant. The SIMCOMB.exe allows an investigator to simulate in a short period of time, different compositions of fuel and different operating conditions. It also consents more predictable information on laboratory testing.