فهرست مطالب

نشریه سوخت و احتراق
سال سوم شماره 1 (پیاپی 5، بهار و تابستان 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/09/01
  • تعداد عناوین: 5
|
  • سیامک حسین پور، شهرام کاشانی اصل صفحه 1
    در این مقاله نتایج تحقیق در مورد بهبود بازده گرمایی بخاری گازی دودکش دار ارائه شده است. با تعبیه موانع مناسب درون کوره و در مسیر جریان گازهای داغ خروجی، از خروج سریع گازهای حاصل از احتراق از طریق دودکش جلوگیری شده و زمان ماند گازهای داغ در داخل بخاری افزایش و به تبع آن بازده بخاری گازی بهبود می یابد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار فلوئنت، جریان و انتقال گرمای گازهای حاصل از احتراق برای هندسه های مختلف پیشنهادی برای موانع جریان، شبیه سازی شده و تاثیر شکل موانع در بازده گرمایی بخاری بررسی شده است. مانع مناسب با بیشترین افزایش بازده گرمایی انتخاب شده و در نهایت با ساخت و انجام آزمون های آزمایشگاهی، نتایج حاصل از نرم افزار تایید شده است و در نهایت بازده بخاری گازی ساخت شرکت دونار خزر مدل 12000 از مقدار 2/76 به 9/82 درصد ارتقا داده شده است.
    کلیدواژگان: بازده گرمایی بخاری گازی، هندسه موانع جریان، آزمون بازده بخاری گازی، شبیه سازی عددی
  • مسعود عیدی عطار زاده، محمد فرشچی، کاوه قربانیان صفحه 9
    هدف از مقاله پیش رو، بررسی تجربی اثر ابعاد هندسی مارپیچ بر ناحیه گذار از شعله به تراک و کیفیت تراک تولیدی است. لذا آزمایش های گسترده ای برای بررسی اثر ابعاد هندسی مارپیچ بر طول ناحیه گذار و کیفیت تراک انجام شد. پدیده گذار از شعله به تراک در این آزمایش ها به دلیل کمتر بودن انرژی اعمالی به مخلوط از اندازه انرژی بحرانی آن رخ می دهد. در این آزمایش ها از مخلوط با نسبت هم ارزی یک هیدروژن- اکسیژن استفاده شده و مارپیچ ها در ابتدای لوله ای با قطر 5/2 و طول70 سانتی متر قرار گرفتند. با معرفی معیارهای تراک مطلوب و بررسی نتایج آزمایش ها و نزدیکی جواب ها از صحت کار اطمینان حاصل شده است. برای انتخاب مارپیچ برتر، معیارهایی بر اساس پدیده تراک همراه با ضرایب وزنی تعریف شد و مارپیچ ها امتیازبندی شدند و در نهایت سه مارپیچ حائز بیشترین امتیاز، انتخاب شدند.
    کلیدواژگان: تراک، موتور تراک ضربه ای، ناحیه گذار به تراک، مارپیچ
  • امیر روحانی، صادق تابع جماعت، ایوب عادلی صفحه 21
    در پژوهش حاضر، مطالعه تجربی پایداری شعله غیر پیش آمیخته گاز طبیعی با هوای چرخشی و رقیق سازی همزمان هوا با گاز نیتروژن بررسی قرار شده است. برای تولید چرخش از پره های چرخاننده با زوایای 30، 45 و 60 درجه استفاده شده است. در طی آزمایش ها با توجه به میزان چرخش اعمال شده به هوا، دو نوع رژیم احتراقی مشاهده شده است. در جریان با چرخش ضعیف، با افزایش سرعت سوخت، شعله از روی نازل بلند شده و در سرعت های بالاتر دچار خاموشی می شود. در جریان با چرخش قوی، شعله در فاصله کمی از نازل سوخت بلند شده و بسیار پایدار است. هدف از این مطالعه، بررسی حدود پایداری شعله شامل سرعت و ارتفاع برخاستگی و نیز خاموشی شعله در محدوده گسترده ای از سرعت های هوا و همچنین در شرایط رقیق سازی هواست. با اعمال چرخش بر هوای رقیق شده دیده می شود که چرخش، اثرات منفی رقیق سازی هوا را کاهش داده و موجب افزایش پایداری شعله می شود.
    کلیدواژگان: احتراق چرخشی، شعله غیر پیش آمیخته، رقیق سازی، گاز طبیعی
  • احسان امانی، محمدرضا حیرانی نوبری صفحه 35
    در این پژوهش یک شعله پیش آمیخته آشفته متان- هوا به دو روش تابع چگالی احتمال (PDF) و معادلات متوسط گیری شده رینولدزی (RANS) شبیه سازی شده است. برای مدلسازی اختلاط مولکولی در روش PDF از مدل تصحیح شده کرل (Curl) استفاده شده است. حل عددی معادله انتقال PDF با استفاده از روش مونت کارلو انجام شده و برای افزایش دقت و کاهش زمان محاسباتی، گام زمانی محلی و متوسط گیری زمان اجرا به کار رفته است. در معادلات RANS، جمله متوسط نرخ واکنش شیمیایی با استفاده از مدل شکست گردابه- نرخ محدود، مدلسازی شده و روش اختلاف محدود بر روی یک شبکه جابه جا شده برای حل عددی این معادلات استفاده شده است. ویژگی ها و تفاوت های دو روش مذکور، از جمله زمان محاسباتی و پیش بینی میدان های متوسط برای شعله های پیش آمیخته، با جزئیات و به طور کمی مقایسه شده اند. ملاحظه شده که میدان های متوسط پیش بینی شده در نواحی نزدیک به شعله دارای اختلاف زیادی هستند، همچنین طول شعله پیش آمیخته پیش بینی شده به روش PDF، نصف طول پیش بینی شده به روش RANS است.
    کلیدواژگان: احتراق پیش آمیخته، تابع چگالی احتمال (PDF)، آشفته، مونت کارلو
  • محمد محمودی آریا، حمید مهدی هروی صفحه 49
    رقیق سازی به عنوان یکی از روش های کاهش دمای بیشینه محفظه احتراق محسوب می شود که سبب کاهش تشکیل NO گرمایی می شود. روش های کنترل تشکیل NOx همگی بر اساس کنترل دما و یا محدودکردن غلظت اکسیژن استوار است. در تحقیق حاضر، هدف مطالعه عددی و آزمایشگاهی تاثیر رقیق ساز N2 بر روی تشکیل آلاینده NOx در شعله پیش آمیخته متان- هوا در محفظه احتراق است. نتایج آزمایشگاهی با ساخت کوره ای با محفظه احتراق استوانه ای که دارای تقارن محوری است به دست آمده اند. آزمایش ها برای نسبت های هم ارزی 7/0 تا 3/1 و نسبت های مختلف رقیق سازی انجام شده است. شبیه سازی احتراق به وسیله زیربرنامه PREMIX نرم افزار CHEMKIN II و با استفاده از نسبت های مختلف رقیق سازN2 و در محدوده ای از نسبت های هم ارزی بررسی شده است. نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی نشان می دهند که با افزایش نسبت رقیق سازی دمای بیشینه شعله و انتشار آلاینده NOx از محفظه احتراق کاهش می یابند. همچنین نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی حاضر توافق خوبی را نشان می دهند و روند نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی نیازکوف و همکاران مطابقت دارد.
    کلیدواژگان: NOx، رقیق سازی، شبیه سازی، آزمایشگاهی، پیش آمیخته
|
  • S. Hossainpour, S. Kashaniasl Page 1
    This paper presents a research on thermal efficiency of home gas heaters. Installing baffles inside the furnace and against hot product gas flow prevents rapid gas flow out of the chimney, causing to increase the residue time of flue gases. Therefore, instead of heat energy loss, the energy is transferred to the room, thereby increasing the thermal efficiency of the gas heater. On the other hand, installing these baffles increases pressure drop, which can cause incomplete combustion and pollutant formation. In this work, we used fluent software to simulate fluid flow and heat transfer of product gases for different suggested obstacle surface configurations, and studied its effect on the thermal efficiency of gas heaters. Obstacle configuration with the maximum thermal efficiency is determined, built in workshop, installed and tested experimentally and its performance is shown to correspond with the computer simulation. Ultimately, the thermal efficiency of the model 12000 of Donar-khazar gas heater increased from 76.2 to 82.9% using this model.
  • M. E. Attarzade, M. Farshchi, K. Ghorbanian Page 9
    The objective of this paper is to experimentally investigate the effects of Shchelkin spiral geometry in the transition from deflagration to detonation on the quality of the produced detonation. Deflagration to detonation transition (DDT) is required in cases where ignition energy release is less than the critical ignition energy required for a direct detonation initiation. A stoichiometric mixture of hydrogen–oxygen has been used in a tube of 25 mm diameter and 700 mm length. Spiral coils have been mounted at the ignition-end of the tube to facilitate DDT. Keeping spiral coil diameter fixed at 22mm, the coil length, pitch and thickness were varied to produce desirable detonation waves. Spiral coil selection was based on several criteria including; the pressure and velocity jump across the wave at the beginning of the tube, and the percentage of successful tests in each batch. The results indicate that the spiral coil pitch has the greatest influence on minimizing the DDT length and obtaining a desirable detonation.
  • A. Rowhani, S. Tabejamaat, A. Adeli Page 21
    In this work, an experimental investigation of stability limits of natural city gas (NG) in a non-premixed swirling burner has been conducted. Air swirl motion is imparted through 30º, 45º and 60º vane swirlers to produce low and high swirling air streams. Air dilution with nitrogen (N2) was also performed because of the importance of dilution in practical applications. N2 was added to the swirling air to examine the stability limits under diluted air conditions. The purpose of this study is to examine the stability limits including lift and blow-out velocity in low swirl conditions and liftoff height as well as liftoff velocity in high swirl conditions. It was observed that swirl increased the stability limits of NG while it decreased the negative effects of dilution on flame stability.
  • E. Amani, M. R. Heyrani Nobari Page 35
    A methane-air turbulent premixed flame is simulated via probability density function (PDF) and Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) methods. In the PDF approach, molecular mixing is modelled through the modified Curl’s model. A Monte Carlo method is used to solve the PDF transport equation. Also, the run time averaging and local time stepping procedures are incorporated to increase the accuracy and reduce the computational time of the PDF simulation. In the RANS approach, the averaged chemical reaction rate term is modeled by the eddy breakup-finite rate model. A finite difference discretization on a staggered grid is utilized to obtain the numerical solution for the RANS equations. The characteristics and differences of the two above mentioned methods, including computational time and predicted mean fields, are investigated in detail for premixed flames. It is observed that the discrepancy of the predicted mean fields between the two methods is large especially in regions near the flame. In addition, the predicted flame length by the PDF method is approximately half the flame length predicted by the RANS method.
  • M. Mahmoodi Arya, H. Momahedi Heravi Page 49
    Dilution is one of the ways to reduce maximum temperature in the combustion chamber, which in turn leads to a reduction in the formation of thermal NO. The methods to control NOx formation are all based on temperature control and/or reduction in oxygen concentration. In the present paper, the numerical and experimental studies aim to examine the effect of N2 dilution on the formation of the pollutant NOx in the premixed flame of methane-air in the combustion chamber. The experimental results were obtained by designing a furnace with a cylindrical combustion chamber which was asymmetrical. The experiments were conducted with the equivalence ratios 0.7 to1.3 and various dilution ratios. Combustion simulation was studied using the Premix code of the CHEMKIN II version and various N2 dilution ratios within a range of equivalence ratios. The experimental and simulation results indicated that by increasing the ratio of dilution, maximum temperature of the flame and emission of the pollutant NOx from the combustion chamber decreases. The experimental and simulation results are also in good agreement and the trends of the obtained results conform with the experimental results of Knyazkov et al.