پديد آورنده :
اميدي، محمد
عنوان :
بررسي تجربي پايداري شعله در محيط متخلخل
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
هفده، 108ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محسن دوازده امامي
استاد مشاور :
احمد صابونچي
توصيفگر ها :
مشعل دولايه اي , محدوده شعله وري , برگشت شعله , راندمان حرارتي , انتشار آلاينده
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محسن ثقفيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/11/12
چكيده فارسي :
چكيده احتراق در محيط متخلخل به عنوان يك تكنولوژي پيشرفته صنعتي مورد توجه بسياري از محققان قرار گرفته است اين نوع احتراق ميتواند مزايايي مانند افزايش محدوده شعلهوري ميزان آالينده كمتر راندمان تشعشعي باال قدرت چگالي و سرعت شعله باالتر در مقايسه با مشعلهاي شعله آزاد داشته باشد در اين نسل از مشعلها از هر سه روش انتقال حرارت هدايت جابجايي و تشعشع به دليل گداختگي جامد متخلخل استفاده ميشود در پاياننامه حاضر عملكرد احتراقي دو مشعل متخلخل كه در يكي احتراق مدفون مشعل توان پايين و در ديگري احتراق سطحي مشعل توان باال ايجاد شده است به صورت تجربي مورد بررسي قرار گرفته است تاثير عواملي همچون نسبت همارزي نرخ آتش تخلخل وساختار محيط متخلخل بر محدوده پايداري شعله دماي شعله زمان و دماي برگشت شعله و ميزان آاليندهها بررسي شده است مخلوط ورودي شامل گاز طبيعي و هوا بوده و به صورت پيشمخلوط وارد مشعل ميشود نتايج مربوط به احتراق مدفون نشان ميدهد كه شعله در محدوده نسبت همارزي 54 0 53 0 داخل محيط متخلخل پايدار ميشود با كاهش نسبت همارزي شعله به سمت پاييندست حركت ميكند با افزايش قطر گلوله در پاييندست مشعل دماي بيشينه شعله كاهش مييابد همچنين با افزايش تخلخل در پاييندست مشعل مدت زمان برگشت شعله و دماي برگشت شعله كاهش مييابد تغيير جنس و ساختار محيط متخلخل نيز روي مدت زمان و دماي برگشت شعله تاثيرگذار است نتايج مشعل توان باال نيز حاكي از آن است كه با ايجاد شعله سطحي در مشعل متخلخل ميتوان راندمان حرارتي تا ميزان 8 5 درصد افزايش داد همچنين ميزان NOx به كمتر از 10 ppm كاهش مييابد كلمات كليدي مشعل دواليهاي محدوده شعلهوري دماي شعله برگشت شعله راندمان حرارتي انتشار آالينده
چكيده انگليسي :
Experimental Investigation of Flame Stabilization in Porous Media Mohammad Omidi Mohammad omidi@me iut ac ir Date of Submission 8 January 2017 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Davazdah Emami Email address mohsen@cc iut ac irAbstract Porous media combustion is one of the most developed industrial combustion technologies that hasattracted many researchers in the field of combustion Porous media burners are among the successful strategiesto reduce energy consumption and pollution The main advantages of them are lower production of NOx andCO in comparison with open flames and higher power density Other favorable features of porous burnersinclude spreading of the reaction zone extending the dynamic power reducing the flame length forming auniform distribution of heat in the combustion chamber and quick warm up time Due to the solid porousstructure all three types of conductive convective and radiative heat transfer are used in this type of burners Four fire regimes on surface under surface buried and above surface are generally observed in porous mediaburners In the current thesis combustive operation of two porous media in one of which the low powerburner there is a submerged combustion and in the other high power burner there is a surface combustion are experimentally investigated In the low power burner the stable and unstable flashback phenomenon performance of a porous burner has been evaluated in a two part burner comprising a ceramic porous mediumof SiC material in the upstream and alumina silicate Al2SiO5 balls in the downstream In the high powerburner the stable performance of a porous burner has been investigated in a metal porous burner Effects offactors such as equivalence ratio firing rate porosity and the structure of porous medium on flame stabilityrange flame temperature flashback temperature and time and also the amount of pollutants are studied Inletmixture consists of natural gas and air which is premixed when enters the burner Results of submergedcombustion show that flame is stabilized in equivalence ratios of 0 35 0 45 in porous medium As equivalenceratio decreases flame moves toward downstream Maximum flame temperature decreases when ball diameterin downstream of the burner increases The amount of the excess air has a significant effect on the amount ofCO such that the concentration of CO reduces by reducing the equivalence ratio in the specific range of theexperiment The NOx concentration is negligible in all the experiments due to the low temperature of theburner A very important issue in relation to porous burners is to stabilize the flame on the surface of porousmedia Therefore it is essential to evaluate the conditions that lead to instability flashback phenomenon inorder to prevent sudden flashback of flame in a porous burner Experiments show that the flame temperaturefor the foam and the beads is not the same due to structural differences As equivalence ratio approaches unity the flashback time decreases Moreover increasing the porosity at the downstream of the burner decreases bothflashback time and temperature Altering material and porous medium structure affect flashback time andtemperature owing to changes in both the conductive and radiative heat transfer mechanisms Results obtainedfor the high power burner show that by creation of surface flame in porous medium thermal efficiency can beincreased up to 5 8 Also the amount of NOx decreases to values lower than 10 ppm Key Words Two layer burner Flammability limit Flame temperature Flame flashback Thermal efficiency Pollutant emissions
استاد راهنما :
محسن دوازده امامي
استاد مشاور :
احمد صابونچي
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محسن ثقفيان
