@MastersThesis{Gonçalves:2009:SiEsRa,
author = "Gon{\c{c}}alves, Enizete Aparecida",
title = "Simula{\c{c}}{\~a}o de espectros do radical C2* para estudos de
combust{\~a}o",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2009",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2009-03-30",
keywords = "temperatura rotacional, diagn{\'o}stico de combust{\~a}o,
espectroscopia de emiss{\~a}o, banda swan, simula{\c{c}}{\~a}o
computacional de espectros, rotational temperature, combustion
diagnostics, emission spectroscopy, swan band, computacional
spectrum simulation.",
abstract = "O diagn{\'o}stico das esp{\'e}cies presentes nos processos de
combust{\~a}o {\'e} fundamental para o desenvolvimento de
artefatos de combust{\~a}o, como queimadores, c{\^a}maras, etc.
e tamb{\'e}m para a compreens{\~a}o desses processos,
atrav{\'e}s do estudo dos mecanismos das rea{\c{c}}{\~o}es
qu{\'{\i}}micas com o aux{\'{\i}}lio de modelos
matem{\'a}ticos. Uma das t{\'e}cnicas de diagn{\'o}stico
empregadas com grande sucesso {\'e} a espectroscopia de
emiss{\~a}o, um m{\'e}todo n{\~a}o intrusivo e que apresenta
facilidade na interpreta{\c{c}}{\~a}o de dados experimentais. A
aplica{\c{c}}{\~a}o da espectroscopia de emiss{\~a}o nos
processos de combust{\~a}o exige uma an{\'a}lise espectral das
esp{\'e}cies a serem estudadas, determinando quais faixas de
frequ{\^e}ncia possuem as melhores linhas para an{\'a}lise. Para
radicais cujas constantes espectrosc{\'o}picas s{\~a}o
conhecidas, {\'e} poss{\'{\i}}vel calcular os espectros de
emiss{\~a}o em fun{\c{c}}{\~a}o da temperatura. A intensidade
de emiss{\~a}o para um n{\'{\i}}vel de energia
espec{\'{\i}}fico ser{\'a} fun{\c{c}}{\~a}o da
ocupa{\c{c}}{\~a}o do n{\'{\i}}vel (que {\'e}
fun{\c{c}}{\~a}o da temperatura) e da concentra{\c{c}}{\~a}o
do radical. A determina{\c{c}}{\~a}o de temperatura de chamas a
partir do espectro de emiss{\~a}o da banda de Swan do radical C_2
*, presente na queima de combust{\'{\i}}veis contendo
hidrocarbonetos, {\'e} o objeto deste estudo. Esta
determina{\c{c}}{\~a}o baseia-se na distribui{\c{c}}{\~a}o da
popula{\c{c}}{\~a}o das mol{\'e}culas dos radicais pelos seus
diversos n{\'{\i}}veis de energia do estado eletr{\^o}nico
excitado, que seguem uma distribui{\c{c}}{\~a}o de Boltzmann.
Deste modo, {\'e} necess{\'a}ria a aquisi{\c{c}}{\~a}o ou o
desenvolvimento de um programa de simula{\c{c}}{\~a}o de
espectros de emiss{\~a}o, que possa gerar resultados
confi{\'a}veis, permitindo a an{\'a}lise pr{\'e}via dos
espectros para posterior estudo em laborat{\'o}rio. Foi
desenvolvido um programa para simular os espectros do radical C_2
*, sob v{\'a}rias condi{\c{c}}{\~o}es de temperatura e
resolu{\c{c}}{\~a}o do equipamento de medida. Os resultados
te{\'o}ricos s{\~a}o comparados aos espectros experimentais,
para determinar, por exemplo, a temperatura rotacional. O programa
conta com uma interface gr{\'a}fica, facilitando a
compara{\c{c}}{\~a}o com os dados experimentais e com acesso ao
c{\'o}digo fonte caso seja necess{\'a}ria alguma
altera{\c{c}}{\~a}o. A valida{\c{c}}{\~a}o do programa foi
feita por compara{\c{c}}{\~a}o entre espectros por ele simulados
e dados dispon{\'{\i}}veis na literatura. O programa forneceu
resultados conforme as expectativas e foi utilizado para avaliar a
temperatura rotacional (n{\~a}o equilibrio) de espectros
experimentais obtidos nos laborat{\'o}rios do IEAv. ABSTRACT: The
diagnostics of particular species in combustion processes is the
key for the development of combustion devices, such as burners,
chambers, etc. and also to the understanding of these processes
through the study of chemical reaction mechanisms with the aid of
mathematical models. One of the diagnostic techniques employed
with great success is the emission spectroscopy, a nonintrusive
method, with easy interpretation of experimental data. The
application of emission spectroscopy in combustion processes
requires a spectral analysis of the species to be studied,
determining which frequency bands have the best lines for
analysis. It is possible to calculate the emission spectra, as a
function of temperature, of radicals with known spectroscopic
constants. The emission intensity for a specific energy level will
depend on the level population (which is a function of the
temperature) and the concentration of the radical. The
determination of flame temperature from the emission spectrum of
the Swan band of the C_2* radical in the burning of fuels
containing hydrocarbons is the object of this study. This
determination is based on the population distribution of molecules
of the radicals through their different levels of energy in the
excited electronic state, which follows a Boltzmann distribution.
Thus, it is necessary to purchase or develop a program for of
emission spectra simulation, which can generate reliable results,
allowing the analysis of the spectra prior to further study in the
laboratory. We developed a program to simulate the spectra of
radical C_2*, under various conditions of temperature and
resolution of the measuring equipment that is compared with
experimental spectra, to determine, for example, the rotational
temperature. The program has a graphical interface, facilitating
the comparison with the experimental data and with access to the
source code if a change is necessary. A comparison of spectra
simulated by the program and experimental data available in the
literature was used to validate the program. The program worked as
expected and was used to evaluate the rotational temperature (in
non-equilibrium) of experimental spectra obtained in the
laboratories of IEAv/CTA.",
committee = "Costa, Fernando de Souza (presidente) and Santos, Alberto Monteiro
dos (orientador) and Santos, Leila Ribeiro dos",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Simulation of C2* radical spectra for combustion studies",
language = "pt",
pages = "142",
ibi = "8JMKD3MGP8W/34R6AP5",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP8W/34R6AP5",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "04 maio 2024"
}