سوخت و احتراق
سال:1388 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

در پژوهش حاضر به مطالعه تجربی پایداری شعله غیر پیش آمیخته و آشفته پروپان و گاز طبیعی همراه با جریان اکسید کننده هم محور پرداخته شده است. اثر سرعت جریان های سوخت و اکسیدکننده و رقیق سازی جریان اکسید کننده مطالعه شده و دو نوع حد پایداری مشاهده شده است. برخاستگی شعله از روی نازل سوخت اولین حد پایداری است. دومین حد، خاموشی قسمت آشفته شعله در نقطه گذار از جریان آرام به آشفته است. در طی انجام آزمایش ها، جریان های سوخت و اکسید کننده در دمای محیط (25oC) هستند. در طی فرایند رقیق سازی، اکسید کننده اکسیژن با گازهای نیتروژن یا دی اکسید کربن رقیق می شود و در سایر آزمایش ها از هوای محیط به عنوان اکسید کننده استفاده شده است.

در این مقاله، نتایج آزمایش های اندازه گیری دمای شعله در جسم احاطه شده در آتش گزارش شده است. اثر ذرات نانو در زمان گسترش شعله مطالعه شده و تاثیر متغیرهای ابعاد آتش استخری، فاصله از پایه شعله، نوع سوخت و ذرات نانو روی دمای شعله بررسی شده است. از نانو لوله کربنی چند دیواره به عنوان ذرات نانو و از نفت سفید و گازوییل به عنوان سوخت استفاده شده است. نتایج نشان داد که ابعاد استخر بیش ترین اثر را در افزایش دمای شعله دارد. در مجموع افزودن نانو لوله کربنی چند دیواره به سوخت باعث کاهش 10 تا 20 درصدی دمای شعله می شود، هم چنین باعث افزایش 15 تا 30 درصدی زمان گسترش شعله نفت سفید و افزایش 6 تا 26 درصدی زمان گسترش شعله گازوییل می شود.

در این مقاله مدل تفصیلی از پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای (SOFC) ارایه می شود که به طور ویژه برای ارزیابی عملکرد این پیل سوختی در سیستم های ترکیبی گرما و الکتریسیته توسعه یافته است. مدل توسعه یافته شامل تحلیل جرمی، ممنتوم، گرمایی و الکتروشیمیایی به همراه مدل های سینتیک واکنش های هیدروکربن است. مدل الکتروشیمیایی ارزیابی کامل هر سه تلفات اهمی، فعال سازی و غلظت را شامل می شود. به منظور افزایش دقت مدل، واکنش های تبدیل متان و شیفت آب- گاز، پنج لایه دمایی، مدل انتقال گرمای تشعشعی و ویژگی های مواد متغیر با دما در مدل به کار گرفته شده است. مدل بر اساس مقادیر عددی و تجربی موجود برای یک پیل سوختی دما بالا با تبدیل داخلی سوخت معتبرسازی شده است که نشان از توانایی و دقت بالای مدل برای پیش گویی عملکرد این نوع پیل سوختی را دارد. سرانجام، به منظور ارزیابی تاثیر متغیرهای اساسی، تحلیل حساسیت بر روی فاکتور مصرف سوخت و نرخ هوای اضافی انجام شده است.

این مطالعه تاثیر محتویات گوگرد سوخت و هم چنین عدد ستان سوخت دیزل را بر روی احتراق، عملکرد و آلاینده های خروجی از یک موتور دیزل پاشش مستقیم بررسی می کند. فرایند آزمایش بر اساس روند 8 مد مطابق استاندارد (ECE-R96) انجام می شود. برای بررسی تاثیر متغیرهای سوخت بر آلایندگی و عملکرد، هفت سوخت مختلف تهیه شد که سه سوخت با محتویات گوگرد مختلف در گستره های 50، 500 و 3500 ppm و چهار سوخت دیگر با اعداد ستان مختلف در گستره بین 47 تا 57 بود. نتایج تجربی به دست آمده در این مطالعه نشان می دهد که سطح گوگرد سوخت تاثیر محسوسی بر روی همه آلاینده های خروجی از موتور به ویژه بر روی آلاینده PM دارد. نتایج به دست آمده در مورد سوخت های با اعداد ستان مختلف حاکی از این حقیقت است که هر چه عددستان سوخت افزایش می یابد میزان آلاینده NOx کاهش و میزان آلاینده PM افزایش می یابد.

در تحقیق حاضر، استفاده از بیودیزل حاصل از روغن پسماند خوراکی در یک موتور دیزل CFR ستان سنج و نیز یک موتور دیزل لیستر M 8.1 مطالعه شده و تاخیر اشتعال مخلوط های مختلف سوخت دیزل شماره 2 معمولی و بیودیزل بر مبنای حجمی (B00, B10, B20, B30, B40, B50, B60, B70, B80, B90, B100) بررسی شده است. موتور دیزل تحت آزمایش با سرعت ثابت 730 دور در دقیقه ولی در بارهای مختلف 25، 50، 75 و 100 درصد بار کامل به کار گرفته شد. در ابتدا، عدد ستان مخلوط های مختلف سوخت دیزل و بیودیزل در موتور دیزل CFR ستان سنج بر مبنای استاندارد ASTM-D 613 تعیین شد. با استفاده از عدد ستان مخلوط های سوخت و رابطه بین عدد ستان و تاخیر اشتعال، تاخیر اشتعال مخلوط های سوخت دیزل و بیودیزل محاسبه شد. نتایج آزمایش های تجربی نشان داد که با افزایش درصد بیودیزل در سوخت مخلوط بیودیزل و دیزل، عددستان سوخت افزایش یافت و تاخیر اشتعال کاهش یافت. سپس مخلوط های سوخت دیزل و بیودیزل در موتور دیزل لیستر M8.1 تحت آزمون های کوتاه مدت و در چهار بار مختلف بر مبنای استاندارد ECE R-49 آزمایش شد. با استخراج منحنی های فشار- زاویه ای میل لنگ (P-q) و مشتق اول و دوم فشار، تاخیر اشتعال مخلوط های سوخت دیزل و بیودیزل در چهار بار مختلف تعیین شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش درصد سوخت بیودیزل در مخلوط های سوخت دیزل و بیودیزل، تاخیر اشتعال کاهش می یابد. مقایسه نتایج دو روش تعیین مقادیر تاخیر اشتعال مخلوط های سوخت دیزل و بیودیزل بیانگر مطابقت آن هاست. روند کاهش دوره تاخیر اشتعال در گستره کامل بار موتور تحت آزمایش، با افزایش درصد بیودیزل در مخلوط سوخت های بیودیزل و دیزل یک مزیت مهم محسوب شده و موجب کاهش کوبش دیزل، کاهش آلاینده های مهم به ویژه NOx، کاهش فرسایش قطعات موتور و در نتیجه افزایش طول عمر مفید موتور خواهد شد.

در این پژوهش اثر متغیرهای مختلف از جمله محل تزریق خوراک سوخت، دبی سوخت، نوع سوخت و طول ناحیه ورودی کوره در تولید دوده صنعتی مطالعه شده است. اندازه گیری ها در یک کوره آزمایشگاهی که بدین منظور طراحی و ساخته شده انجام پذیرفته است. غلظت دوده صنعتی خروجی از کوره به روش وزنی اندازه گیری شده است. نتایج آزمایشگاهی برای چهار نوع سوخت شامل متان، پروپان، استیلن و گازوییل به دست آمده است. نتایج نشان می دهند که بهره تولید دوده صنعتی برای سوخت های متان، پروپان و گازوییل نسبت به هم تغییرات کمی دارند اما بهره تولید دوده صنعتی از استیلن بیش تر از دو برابر متان، پروپان و حتی گازوییل است. نتایج هم چنین نشان می دهند که اثر محل تزریق خوراک سوخت بر بهره تولید دوده صنعتی وابسته به هندسه محفظه احتراق سوخت اصلی است. هم چنین مشاهده شد که بهترین بازده تولید دوده صنعتی ایران برای تمام سوخت ها به جز استیلن در نسبت هم ارزی 4 به وقوع پیوسته است.