Áreas
de Pesquisa em Combustão
Abaixo
são listadas algumas importantes áreas de pesquisa de combustão em
microgravidade.
CHAMAS
EM MISTURAS DE GASES: estuda
as chamas dos gases com mistura de combustível e comburente prévia à ignição. Há interesse em saber com que velocidade as chamas se movem
desde o ponto de ignição até a região de mistura de gases não queimados. Se
a mistura possui pouco ou muito combustível, não ocorrerá a combustão. Os
limites inferiores e superiores da quantidade de combustível necessários para
o deslocamento da chama são diferentes na Terra e no espaço por causa da
convecção. Este estudo pode auxiliar no aperfeiçoamento da segurança dos veículos
espaciais e também da eficiência dos combustíveis.
CHAMAS
DE DIFUSÃO GASOSA:
refere-se ao estudo da chama quando os gases do combustível e do comburente são
mantidos separados antes da ignição. Os dois gases são misturados pelo
processo lento de difusão e, na microgravidade, a queima produz a fuligem de
uma forma mais lenta por causa da ausência da convecção. Isto possibilita um
melhor estudo da formação e aglomeração das partículas de fuligem, sendo útil
para os métodos de controle de poluição atmosférica.
GOTÍCULAS
DE COMBUSTÍVEL LÍQUIDO:
são usados em modelos simples de combustão para simular as formas de combustão
mais complexas. Como o formato das gotículas é simétrico, torna-se mais fácil
o estudo do seu comportamento. Na Terra, a gravidade provoca a convecção das
gotículas e do comburente, fazendo com que o combustível se queime de forma
irregular, dificultando o seu estudo. Por outro lado, em microgravidade, a
queima ocorre de forma regular, facilitando o entendimento dos processos básicos
de combustão.
NUVENS
DE PARTÍCULAS: o
estudo de nuvens de partículas é importante para prevenir explosões em minas
de carvão e em silos de armazenamento de grãos. Na Terra as partículas sofrem
o processo de sedimentação, mas no espaço, as partículas podem permanecer
misturadas aleatoriamente com o ar, permitindo uma melhor observação das condições
de ocorrência destas explosões.
ESPALHAMENTO
DE CHAMAS EM SUPERFÍCIES:
este tema procura avaliar como as chamas se espalham em superfícies sólidas
(como paredes e portas) e em superfícies líquidas (como em derramamento de
combustíveis). Por causa da ausência de convecção, as chamas em ambiente de
microgravidade se espalham de modo diferente daquelas que são observadas na
Terra. Os resultados desta pesquisa podem auxiliar na prevenção de incêndios
em ambientes submetidos a diferentes níveis de gravidade no espaço.
SÍNTESE
POR COMBUSTÃO: trata
dos processos para a obtenção de um novo material a partir da mistura e reação
exotérmica de dois ou mais elementos químicos distintos. As propriedades dos
materiais obtidos dependem de variáveis tais como a composição, pressão,
temperatura de pré-aquecimento e também dos fluxos convectivos criados durante
a combustão. Em microgravidade pode-se eliminar esta última variável,
permitindo um melhor controle e observação da combustão durante o
processamento do material.
COMBUSTÃO
LENTA:
refere-se a um tipo de combustão relativamente lenta, sem a presença da chama,
envolvendo um material sólido poroso e um gás comburente. Um exemplo típico
é o processo de queima dos cigarros e dos charutos, mas a combustão lenta também
pode ocorrer em espumas de poliuretano, usadas normalmente na fabricação de
colchões. O material poroso tende a se evaporar, e uma alta concentração do
material gasoso pode reagir subitamente em contato com um fluxo de vento ou com
um outro material comburente. O estudo deste processo em microgravidade é
importante para a segurança dos veículos espaciais.