سوخت و احتراق
سال:1396 | دوره:10 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

هدف از انجام این تحقیق مصرف بهینه سورفکتانت در تولید سوخت های امولسیون و نانوامولسیون برای جلوگیری از مشکلات احتمالی استفاده بیش از اندازه آن و کاهش هزینه تولید با داشتن پایداری مناسب است. در این تحقیق، از دو سورفکتات توئین 80 و اسپن 80 برای تولید سوخت های امولسیون و نانوامولسیون استفاده شد. سوخت های امولسیون و نانوامولسیون آب- بیودیزل- گازوییل در مقادیر و HLB های مختلف سورفکتانت تولید شدند. در تمامی آزمایش ها از سوخت B5 به عنوان سوخت پایه و برای تولید امولسیون و نانوامولسیون از 5 درصد حجمی آب استفاده شد. امولسیون های تولیدشده از نظر ظاهری، شیری رنگ و کدر بودند. بین امولسیون ها با  HLBهای مختلف، امولسیون در 6 HLB =، با 8 روز پایداری، دارای بیشترین پایداری بود. در ادامه، کمترین مقداری از سورفکتانت که برای تولید امولسیون آب- بیودیزل- گازوییل مناسب ارزیابی شد، 1 درصد حجمی در  HLB = 6بود. همچنین، کمترین مقداری از سورفکتانت که نانوامولسیون در آن تولید شد، 5 درصد حجمی با HLB=8 بود.

در پژوهش حاضر، عملکرد یک مشعل متخلخل دولایه ای، که در لایه اول سرامیک از جنس SiC و لایه دوم گلوله های آلومیناسیلیکاتی (Al2SiO5) استفاده شده است، به صورت تجربی بررسی شده است. یک موضوع بسیار مهم در رابطه با این مشعل ها پایداری شعله در سطح بستر متخلخل است. بنابراین، ضروری است که به منظور جلوگیری از ایجاد برگشت شعله ناگهانی در مشعل متخلخل، شرایطی که منجر به ناپایداری (پدیده برگشت شعله) می شود را بررسی کرد. در این تحقیق، اثرات قطر گلوله در پایین دست، نسبت هم ارزی و نرخ آتش بر دمای شعله، محدوده عملکرد پایدار مشعل، پدیده برگشت شعله و انتشار آلاینده ها بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که شعله در محدوده نسبت هم ارزی 0.35 تا 0.45 در داخل بستر متخلخل پایدار می شود. با کاهش نسبت هم ارزی، شعله به سمت پایین دست حرکت می کند. همچنین، با افزایش قطر گلوله در پایین دست مشعل، دمای بیشینه شعله و دمای سطح مشعل کاهش می یابد. با افزایش نسبت هم ارزی، مدت زمان برگشت شعله کاهش می یابد. همچنین، با افزایش تخلخل در پایین دست مشعل مدت زمان برگشت شعله کاهش می یابد. میزان هوای اضافی نیز تاثیر قابل توجهی روی میزان CO دارد که میزان CO، با کاهش نسبت هم ارزی، کاهش می یابد. در تمام اندازه گیری ها، میزان NOx به خاطر دمای پایین شعله مقدار ناچیزی (کم تر از (5 ppm است.

هدف تحقیق حاضر بررسی اثر عدد چرخش مسیر هوای اولیه و بازچرخش گازهای خروجی از دودکش در جهت دسترسی به احتراقی بهتر در مشعل دوگانه سوز نیروگاهی DDZ-G12 است. برای صحت سنجی نتایج حاصل از حل گرهای توسعه داده شده، دو مساله معیار حل و نتایج عددی با داده های تجربی مقایسه و مدل های قابل اعتماد به منظور شبیه سازی جریان اغتشاشی و احتراقی غیرپیش آمیخته انتخاب شده است. با توجه به مشکل وجود دمای بالا در دهانه مشعل، ابتدا نقش عدد چرخش هوای اولیه بررسی شده است. نتایج نشان دادند که کاهش عدد چرخش از 0.8 به 0.48 باعث کاهش 423 درجه ای دما بر روی دهانه مشعل گشته و میزان آلاینده ناکس را به مقدار 34.88 درصد کاهش می دهد. نتایج بازچرخش گازهای خروجی از دودکش نشان می دهد که افزایش 30 درصدی بازچرخش گازهای خروجی از دودکش سبب کاهش 360 درجه ای دما بر روی دهانه مشعل و کاهش 69.43 درصدی آلاینده ناکس می شود. همچنین، نتایج نشان می دهد که بازچرخش گازهای خروجی از دودکش، منجر به پهن ترشدن شعله نیز شده است. اگرچه افزایش عرض شعله منجر به یکنواختی بهتر دما می شود، اما از طرفی، با افزایش بیش ازاندازه عرض شعله، احتمال برخورد شعله با دیواره ها نیز وجود خواهد داشت.

هدف از این مطالعه تعیین میزان حذف دی اکسیدکربن و تولید زیست توده در فتوبیوراکتور با استفاده از ریزجلبک اسپیرولینا با تزریق گازهای حاصل از احتراق متان بود. آزمایش ها با ساخت فتوبیوراکتور و تزریق مداوم هوا و گاز احتراق، به صورت جداگانه، به راکتورهای حاوی محیط کشت فاقد هرگونه منبع کربن انجام شد. دی اکسیدکربن مورد نیاز در راکتور کنترل، از هوا و در راکتورهای آزمایش، از گاز احتراق تامین می شد. دبی جریان گاز عبوری از راکتور 1.5 لیتر بر دقیقه بود. منبع نور به دو صورت مصنوعی و طبیعی بود. نور مصنوعی با چهار عدد لامپ فلورسنت با شدت روشنایی 10 کیلولوکس در سطح مماس بر فتوبیوراکتور و در دو حالت پیوسته و متناوب آزمایش شد. غلظت دی اکسیدکربن ورودی به راکتورها در محدوده 580 تا 5000 قسمت در میلیون انتخاب شد و به وسیله دستگاه CO2 سنج اندازه گیری شد. میزان تولید زیست توده جلبک و همچنین تغییرات pH محلول اندازه گیری شد. حداکثر میزان تولید جلبک با دی اکسیدکربن هوا و جریان احتراق گاز متان حاوی 4100 قسمت در میلیون دی اکسیدکربن، پس از هشت روز، تحت تابش نور متناوب به ترتیب به 0.07 و 0.2 گرم در لیتر در روز و حداکثر غلظت زیست توده به ترتیب به 0.25 و 1.04 گرم در لیتر رسید. میزان تثبیت دی اکسیدکربن با غلظت 3300 و 4100 قسمت در میلیون تحت تابش نور متناوب به ترتیب به 2.5 و 3.13 درصد رسید. تولید زیست توده در نور مصنوعی متناوب 35 درصد کمتر از آزمایش با نور ثابت بود. با افزایش غلظت دی اکسیدکربن در گاز احتراق، میزان تولید زیست توده افزایش یافت. گاز حاصل از احتراق متان بدون پیش تصفیه در فتوبیوراکتور تزریق شد و حذف دی اکسیدکربن و تولید جلبک صورت گرفت.

فرایند آزادسازی انرژی در موتورهای اشتعال جرقه ای رابطه مستقیمی با روند گسترش شعله در محفظه احتراق دارد. در این تحقیق، با شبیه سازی فرایند احتراق گاز طبیعی در یک موتور اشتعال جرقه ای، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، رفتار شعله در نزدیک دیواره ها و دور از آن بررسی شده است. آزمون های تجربی در دورهای مختلف و با تغییر زاویه جرقه زنی انجام شده است. شبیه سازی به صورت چرخه بسته بوده و نتایج مدل با داده های تجربی اعتباردهی شده، که از دقت مناسبی برخوردار است. نتایج نشان می دهد، با قرارگرفتن جرقه شمع در خارج از مرکز هندسی سرسیلندر، فرض گسترش شعله به صورت کره های هم مرکز صحیح نیست و دیواره نزدیک شعله، جلوی پیشروی آن را گرفته و سطح شعله از حالت کروی خارج می شود. پیشروی شعله متلاطم گاز طبیعی در سه مرحله انجام می گیرد: 1- گسترش اولیه سطح شعله با شتاب زیاد که 15 درصد جرم سوخت، با شیب آهنگ آزادسازی انرژی بالا، در این مرحله می سوزد. 2- بعد از برخورد سطح شعله با کف پیستون، آهنگ سوختن با نرخ تقریبا ثابت ادامه می یابد. 30 درصد جرم سوخت در حالت شمع خارج از مرکز و 50 درصد سوخت در حالت شمع مرکز، در این مرحله می سوزد. 3- کاهش شتاب گسترش شعله بعد از برخورد سطح شعله با دیواره های جانبی که 55 درصد جرم سوخت در حالت شمع خارج از مرکز و 35 درصد در حالت شمع در مرکز، در این مرحله می سوزد.

در این مقاله، تعادل ترمودینامیکی فرایند شکست حرارتی هیدروکربن سنگین به منظور تولید بنزین مطالعه شده است. محاسبات تعادلی با به کارگیری روش حداقل سازی انرژی آزاد گیبس صورت گرفته است. وابستگی میزان بازده محصولات، از جمله بنزین، به شرایط عملیاتی از قبیل دما (300-1200 K)، فشار (1-30 atm) و نسبت بخار آب به خوراک (0-0.5) بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که افزایش دما تاثیر مثبتی در تولید بنزین دارد. به صورتی که در فشار ثابت 1 atm، با افزایش دما از 500 K تا 800 K، بازده تولید بنزین از 41.5 درصد به 92.8 درصد می رسد. ماهیت گرماگیر واکنش شکست حرارتی هیدروکربن های سنگین دلیل افزایش بازده بنزین در اثر افزایش دماست. اما، با افزایش فشار در دمای ثابت، از میزان تولید بنزین کاسته می شود و این امر بیانگر تاثیر منفی فشار بر میزان تولید بنزین است. علاوه بر این، بازده بنزین تولیدی با افزایش نسبت بخار آب به خوراک از صفر تا 0.5، 45 درصد کاهش داشته است. نتایج حاکی از آن است که بازه دمایی 800-1200 K، محدوده فشار 1-5 atmو عدم حضور بخار آب شرایط عملیاتی بهینه برای تولید بنزین از طریق فرایند شکست حرارتی هیدروکربن های سنگین است.

در این مقاله، به طراحی و ساخت آزمونگر محفظه احتراق توربین گاز و آزمایش محفظه نمونه در شرایط اتمسفریک پرداخته شده است. از این آزمونگر می توان به منظور بررسی اثر تغییرات هندسی بر روی عملکرد محفظه احتراق، استخراج نقشه اشتعال پذیری و پایداری، بررسی ترکیب گازهای خروجی، توزیع دمای گازهای خروجی و دمای جداره محفظه استفاده کرد. آزمونگر ساخته شده، قادر به آزمایش محفظه احتراق تا حداکثر دبی هوا 800 مترمکعب بر ساعت بوده و قابلیت پیش گرم کردن هوای ورودی به محفظه تا حداکثر دمای 1000 کلوین را دارد. این آزمونگر قادر به انجام آزمایش با انواع سوخت های مایع، گاز طبیعی و LPG است. یک قطاع تک انژکتوره محفظه احتراق حلقوی در مقطع آزمون نصب شده است. محفظه در شرایط اتمسفریک و دبی هوا و دبی سوخت مختلف آزمایش شده است. نتایج بیانگر آن است که دمای گازهای خروجی از محفظه احتراق به صورت غیرخطی با افزایش نسبت سوخت به هوا افزایش می یابد. با استفاده از مدل یک بعدی، دمای خروجی از محفظه احتراق پیش بینی شده و با نتایج تجربی مقایسه شده است. مدل مذکور روند تغییر دمای خروجی از محفظه احتراق را به خوبی پیش بینی می کند.