Studio della combustione eterogenea di miscele alluminio-aria

In questo elaborato di tesi si è voluto analizzare il comportamento della fiamma nei casi di combustione omogenea ed eterogenea. Sono stati analizzati gli aspetti della combustione dal punto di vista della temperatura adiabatica di fiamma e della sua velocità laminare. Questo tipo di analisi è stato fatto utilizzando un software di simulazione numerica come Ansys Fluent. Per la combustione omogenea è stato studiato il caso della combustione del metano in aria, mettendo a confronto i risultati ottenuti con i dati presenti in letteratura. Nel caso di combustione eterogenea invece è stato studiato il caso della combustione tra una polvere di alluminio e l'aria, con le particelle solide dal diametro medio di 10 micron. Si è analizzata nel dettaglio la combustione solido-gas, considerando anche il tempo di combustione della singola particella. Oltre alla temperatura adiabatica e alla velocità laminare di fiamma sono state analizzate anche la miscelazione tra le due fasi e la frazione di volume della fase solida. Abbiamo notato che i valori di temperatura adiabatica e velocità laminare della fiamma nel caso di combustione alluminio-aria non si discostano molto dal caso di metano-aria, questo rende l’alluminio un importante vettore di energia ed un potenziale sostituto dei combustibili fossili, in grado di ridurre le emissioni di gas serra, come l’anidride carbonica.