DIAGNÓSTICO DA ESTRUTURA DE FRENTES DE DETONAÇÃO POR MEIO DE FOLHAS COM FULIGEM

Resumo

Este trabalho trata do método de diagnóstico da estrutura de frentes de detonação por meio de folhas com fuligem. O objetivo principal é desenvolver o método para uso nas pesquisas sobre detonação a serem desenvolvidas no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), Brasil. O método consiste no uso de placas lisas impregnadas de fuligem em sua superfície, expostas ao meio onde ocorre a detonação. A passagem da onda de detonação remove seletivamente a fuligem, revelando a trajetória dos pontos triplos presentes na estrutura da onda de detonação. As marcas de trajetória formam um padrão característico, similar a escamas de peixe, denominado célula de detonação. O principal parâmetro a ser avaliado pela técnica é a largura da célula de detonação, grandeza associada com a detonabilidade da mistura. A técnica de deposição de fuligem foi testada, variando combustíveis, tempo de deposição e posição de deposição da folha. Foram realizados seis ensaios, em que em duas ocasiões células de detonação foram detectadas na fuligem. As células de detonação foram medidas por meio de técnicas óticas para, então, serem comparadas com modelo teórico e medição de emissão luminosa, validando os resultados. Os tamanhos de células de detonação determinados indicam uma variação da velocidade de detonação aceitável para um Motor de Detonação Pulsada (Pulse Detonation Engine - PDE). Palavras-chave: Combustão, detonação, diagnóstico, PDE. ABSTRACT This work deals with a method for detonation wave front diagnostics through soot foils. The main goal is to develop the method for further detonation research to be developed at the Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), Brazil. The method consists in the use of smooth plates with soot impregnated surface, exposed to the medium where detonation will occur. The passing wave front selectively removes the soot, revealing triple points trajectories present on detonation waves structure. The trajectory tracks forms a distinctive pattern, like fish scale, called detonation cell. The main evaluating parameter is the detonation cell width, a dimension associated with the mixture's detonability. The soot deposition technique was tested, varying fuels, deposition time and deposition position. Six test runs were made, were in two occasions detonation cells were detected in the soot. The detonation cells were measured through optical techniques, then were compared with a theoretical model and light emissions measurements, validating results. Detonation cell sizes measured pointed out changes in Chapman-Jouguet velocity on detonation propagation within flow fluctuations usual in Pulse Detonation Engine (PDE). Keywords: Combustion, Detonation, Diagnostics, PDE.