سوخت و احتراق
سال:1398 | دوره:12 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

در این پژوهش زئولیت Y از منبع سیلیکای استخراج شده از سبوس برنج، سنتز شده است. از روش هیدروترمال و هیدروترمال به کمک امواج اولتراسوند استفاده شده است. تاثیر امواج اولتراسوند بر روی خواص فیزیکی-شیمیایی زئولیت سنتزی مورد بررسی قرار گرفته است. سنتز این نوع زئولیت به دو روش هیدروترمال و هیدروترمال به کمک اولتراسوند انجام شد. مشخصات زئولیت های سنتز شده با استفاده از تکنیک های XRD، FESEM، FTIR، BET تعیین شد و عملکرد نمونه های سنتزی در فرآیند شکست کاتالیستی هیدروکربن-های مایع در راکتور بستر ثابت مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص محصولات گازی و مایع با استفاده از آنالیزهای GC و SIMDIS مورد بررسی قرار گرفت. همچنین چگالی، شاخص انکسار و گرانروی محصولات مایع اندازه گیری شد. نتایج آزمایش های راکتوری نشان داد که زئولیت سنتز شده به روش هیدروترمال به کمک اولتراسوند به دلیل تاثیر این امواج بر بلورینگی زئولیت و شیاردار کردن سطح ذرات، از عملکرد بهتری برخوردار بوده است. با توجه به آنالیز XRD، بلورینگی زئولیت سنتز شده به روش هیدروترمال با کمک اولتراسوند 21% بیشتر از میزان بلورینگی زئولیت سنتز شده به روش هیدروترمال بود. با استفاده از آنالیز FTIR پس از انجام آزمایش راکتوری نشان داده شد که ساختار زئولیت Y پس از انجام واکنش حفظ شده است.

در این مقاله، طراحی و پیاده سازی رژیم احتراق بدون شعله در یک دیگ بخار آزمایشگاهی با ظرفیت 100 کیلووات ازنظر فنی و اقتصادی بررسی شده است. هدف اصلی مشخص کردن عوامل موثر بر پایداری رژیم احتراقی مذکور برای افزایش بازده حرارتی (کاهش مصرف سوخت) و به طور همزمان کاهش تولید آلاینده هاست. در این پروژه، با استفاده از یک مشعل قدیمی از نوع پیش آمیخته و بدون نیاز به جاگزینی آن با مشعل های پیشرفته و پرهزینه، رژیم احتراق بدون شعله با ترکیب تکنیک های طراحی مکانیکی (ساخت رکوپراتور بازده بالا) و طراحی فرایندی (تنظیم پیش گرمایش و رقیق سازی هوا) در یک دیگ بخار آزمایشگاهی ایجاد شده است. در آزمایش های انجام گرفته ویژگی های کیفی و کمی رژیم احتراق بدون شعله نظیر یکنواختی توزیع دما در محفظه احتراق، شعله حجیم و کم فروغ، افزایش بازده و کاهش انتشار آلاینده ها حاصل شده است. به طور مشخص، مزایای پیاده سازی احتراق بدون شعله در دیگ بخار آزمایشگاهی شامل10 درصد کاهش مصرف سوخت به همراه 13درصد کاهش تولید ناکس بوده است. همچنین، نتایج ارزیابی اقتصادی طرح حاضر با استفاده از معیارهای ارزش خالص فعلی و دوره بازگشت سرمایه در شرایط مختلف اقتصادی نشان دهنده اقتصادی بودن و جذابیت سرمایه گذاری در پروژه های مشابه است.

در تحقیق حاضر، به بررسی شرایط بهینه تولید بیواتانول سوختی از سه نوع قند پرداخته شده و سپس تاثیر شرایط عملیاتی تولید بر روی برخی خصوصیات مهم فیزیکی آن مانند گرانروی، چگالی و نقطه اشتعال آن بررسی شده است. در این مطالعه، 27 نوع اتانول گیاهی از مواد ملاس نیشکر، ملاس چغندر قند و شربت غلیظ نیشکر، در سه زمان 24، 48 و 72 ساعت و در سه دمای C◦ 35، C◦ 30 و C◦ 25 به روش تخمیر بی هوازی تولید شدند. سپس، پارامترهای گرانروی سینماتیکی، چگالی و نقطه اشتعال آن ها با سه تکرار تعیین شد. نتایج نشان داد که با افزایش دما و زمان، گرانروی، چگالی و نقطه اشتعال کاهش می یابند. نوع ماده قندی نیز اثر معنا داری داشت؛ بدین گونه که نزدیک ترین گرانروی به میزان استاندارد بیواتانول مربوط به ملاس نیشکر در دمای C◦ 25 و بعد از 72 ساعت به میزان cSt 5174/1 به دست آمد. شبیه ترین چگالی به مقدار استاندارد در دمای C◦ 35 و بعد از 72 ساعت برای شربت نیشکر با میزان g/cm3 9560/0 محاسبه شد. نقطه اشتعال C◦ 5/24 به عنوان نزدیک ترین نقطه اشتعال به میزان استاندارد بیواتانول گزارش شد که مربوط به شربت نیشکر در دمای C◦ 30 و زمان 72 ساعت بود. بیشترین میزان بیواتانول تولیدشده gr. L-1 74 و مربوط به ملاس نیشکر در دمای C◦ 35 و بعد 72 ساعت گزارش شد. روش ارائه شده برای تولید بیواتانول از مواد قندی توانست سوخت با خصوصیات کیفی منطبق با استاندارد سوخت های بیواتانول را فراهم آورد.

در این تحقیق، ترکیبی از دو تکنولوژی احتراق اکسیژنی و احتراق MILD در یک کوره آزمایشگاهی همراه با جت های موازی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این سیستم نوین، به کمک رژیم MILD، علاوه بر رفع برخی مشکلات احتراق اکسیژنی، NOx از ترکیب گازهای خروجی حذف شده و محصولات احتراق عمدتا متشکل از H2O و CO2 هستند. در این پژوهش، میدان احتراقی به کمک دو ابزار محاسبات عددی و تحلیل WSR بررسی شده است. در تحلیل عددی سه بعدی، از روش RANS و مدل ε k-RNG و مدل EDC در شبیه سازی تقابل آشفتگی جریان و شیمی احتراق استفاده شده است. تاثیر پیش گرم سازی و رقیق سازی به کمک CO2 بر میدان احتراق و ترکیب گازهای خروجی بررسی شد. با افزایش دمای پیش گرم، تکانه جت افزایش یافته و در نتیجه آن بهبود یکنواختی توزیع دما در کنار افزایش انتشار CO مشاهده شد. همچنین، افزایش رقیق سازی، به کمک CO2 در شرایط ثابت ورودی، دمای بیشینه را کاهش می دهد. بررسی تاثیر شیمیایی حضور CO2 نشان دهنده تقویت مسیر تشکیل CO از طریق رادیکال CH3O نسبت به مسیر اصلی از طریق فرمالدهید است. با افزایش حضور CO2 در مخلوط، مسیر تولید CO از سمت اتان ضعیف تر و نقش رادیکال متیلن CH2(s) قوی تر می شود.

دراین پژوهش، پارامترهای موثر در تولید بیوگاز از پسماند های غذایی به همراه کود دامی موجود در منطقه و افزودنی های ارگانیک بررسی شده است. پسماند های غذایی از رستوران دانشگاه جمع آوری و با کود دامی(گاوی) با نسبت های مختلف 1: 1، 1: 2، 1: 3، 3: 1 درمقیاس آزمایشگاهی در محدوده دمایی ترموفیلی(55-60 درجه سانتی گراد) به مدت 15روز قرار داده و حجم گاز تولیدی اندازه گیری شد. نتایج حاصل از تولید گاز نسبت 1: 1 کود دامی و پسماند غذایی، بالاترین میزان گاز تجمعی با حجم 5لیتر را نشان داد. با افزودن 10 گرم افزودنی شیمیایی سیلیکا ژل و گیاه رزماری، ، پوست گردو، پوست موز و گوجه به مخلوط فوق به ترتیب میزان گاز تجمعی با 4/24%، 7/2 %، 3/2 %، 9/1 %، 6/ % درصد حجمی افزایش را نشان داد. در طول دوره هضم، تغییرات pHنشان داد که بالاترین میزان حجم گاز در pH خنثی تولید شد. و استفاده از پوست گردو باعث تثبیت pH در فرایند شد. همچنین با اندازه گیری خواص ترموفیزیکی(مواد جامد، مواد فرار، رطوبت، درصد خاکستر) مخلوط پسماند غذایی با کود دامی ظرفیت تولید بیوگاز 43/0 درصد برآورد شدکه نشان دهنده ظرفیت بالای پسماند غذایی برای تولید بیوگاز می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده ازراکتور پرتابل آزمایشگاهی برروی مخلوط بهینه پسماند های غذایی وکود دامی آنالیز انرژی در آن بررسی شد.

در این مقاله به کمک روش شبیه سازی گردابه های بزرگ رفتار آتش استخری بزرگ مقیاس با توان حرارتی 14 و 45 کیلووات برای سوخت متان مورد بررسی قرارگرفته است. به منظور بررسی کارایی مدل های احتراقی مختلف در مدل سازی آتش استخری، دو مدل احتراقی اضمحلال گردابه و شیمی بسیار سریع با مدل زیرشبکه یک-معادله ای و سینتیک یک-مرحله ای مورد ارزیابی قرارگرفته شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی مطابقت خوبی داشته و میانگین دمایی و سرعت برای سه ناحیه شعله پایدار، متناوب و تنوره حرارتی ارزیابی شده است. با بررسی دما و سرعت شعله با نتایج تجربی مدل احتراقی اضمحلال گردابه، مدل مناسب تری در پیش بینی میدان سرعت و توزیع دما است. علاوه بر آن با استفاده از تحلیل فرکانسی بر روی نتایج دما و سرعت، رفتار گذرای آتش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد برای هندسه مورد بررسی فرکانس غالب برای دما و سرعت برابر شده و مقدار 2. 75 هرتز بوده است. علاوه بر آن منحنی آبشار انرژی برای هندسه مورد بررسی استخراج شد که نشان از دقت شبیه سازی گردابه-های بزرگ استفاده شده در تعیین رفتار آتش وتنوره حرارتی آن است.

در کار حاضر صدای احتراق ناشی از شعله ی آزاد غیرپیش آمیخته مغشوش محاسبه شده است. در بین روش هایی که برای محاسبه ی صدا وجود دارد، ترکیب حل تحلیلی معادله ی لایتهیل و شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی انتخاب شده است. به این صورت که معادلات جریان و احتراق با روش شبیه سازی گردابه های بزرگ و یک مدل احتراقی نرخ محدود حل شده و پس از بررسی صحت حل انجام شده، عبارت های مربوط به چشمه های صدای احتراق شامل نوسان انتشار حرارت و نوسان تولید و مصرف گونه ها از نتایج آن استخراج شده است. در ادامه، فشار اکوستیک ناشی از این چشمه ها در دوردست با حل تحلیلی معادله لایتهیل با تابع گرین و با فرض فشردگی شعله به دست آمده است. سپس مقدار شدت صدا با نتایج تجربی مقایسه شده و در بازه ای از فرکانس ها تطابق نسبتا خوبی داشته است. نتایج نشان می دهند که استفاده از این روش تحلیلی و فرض فشردگی شعله، در عین حال که هزینه محاسباتی کمی را در محاسبه ی فشار اکوستیک نسبت به حل عددی معادله ی لایتهیل تحمیل می کند، می تواند نتایج قابل قبولی را نیز در محاسبات اکوستیک ارائه دهد. همچنین صدای ناشی از نوسان تولید و مصرف گونه ها در مقابل نوسان انتشار حرارت ناچیز بوده و قابل چشم پوشی است.