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Café com Física

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13/09/2012
16h30
Sala F-210

Fernando Fachini
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Ciência da combustão: área de pesquisa para físicos?

Na maioria das universidades brasileiras, o estudo da combustão está restrito aos departamentos de Engenharia Mecânica e Química. Infelizmente, os temas de pesquisa quase beiram à análise termodinâmica: os sinais de concentração de combustível, pré-misturado com ar ou não, e campo fluido (velocidade) entram numa “caixa-preta” (câmara de combustão) da qual saem os sinais de calor e poluentes. No entanto, nas universidades fora de nosso pais, a Combustão está relacionada ao estudo da Mecânica dos Fluidos Reativos e atrai tanto físicos bem como engenheiros e matemáticos aplicados. Por exemplo, há muitos físicos estudando Escoamento Turbulento, que é um dos últimos problemas clássicos não resolvidos da Física, e Escoamento Reativo (Combustão) Turbulento. Físicos também estão presentes na área experimental da combustão, envolvidos, por exemplo, em medidas a laser de concentração de espécies intermediárias da cinética de reação dos combustíveis. Mais recentemente, a Combustão dos nanofluidos e ferrofluidos também se tornou uma área atrativa a físicos. Devido ao grande número de escalas espaciais e temporais dos processos físicos, por exemplo, do Escoamento Bifásico Turbulento Reativo (Combustão de Sprays), os processos das pequenas escalas têm que ser modelados quando se deseja simular a queima de líquidos numa câmara de combustão (motor a combustão interna, aquecedor, termoelétricas, motor foguete). Esta área de modelagem pode ser considerada como mais uma da Física-Matemática. Visando o estudo dos processos físicos da combustão, hoje o Grupo de Mecânica dos Fluidos Reativos do Laboratório de Combustão e Propulsão do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE trabalha nos seguintes temas: 1) modelagem de pequenos elementos de chama com e sem combustível na fase líquida; 2) vaporização e queima de combustíveis pesados dentro de poços de petróleo; 3) combustão de gotas de ferrofluidos; 4) interação acústica na chama; 5) combustão “sem-chama”.



                       
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