عنوان :
طراحي و ساخت پيش مخلوط كن سوخت و هوا براي يك مشعل متخلخل با توان 5 كيلووات
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفده، 108 ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محسن دوازده امامي
استاد مشاور :
احمد سوهانكار
توصيفگر ها :
پيش مخلوط كن سوخت و هوا , يكنواختي مخلوط , زاويه تزريق , روش تاگوچي , مشعل متخلخل , منواكسيد كربن , اكسيدهاي نيتروژن
استاد داور :
محمود اشرفي زاده، محمدرضا توكلي نژاد
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/05/05
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/05/06
چكيده فارسي :
چکیده در اين پروژه هدف طراحی و ساااخت پیش مخلوطکن سااوخت و هوا برای يک مشااعل متخلخل گاز طبیعی با ترفیت 1kW بوده است در گذشته در اين مشعل از يک پیش مخلوطکن با عملکرد نه چندان مناسب استفاده می شد که غیر يکنواختی مخلوط خروجی از آن سبب باال بودن میزان انت شار اک سیدهای نیتروژن و منواک سید کربن در اين م شعل شده بود پیشمخلوطکن جديد بايد با يکنواخت سازی مخلوط سوخت و هوا میزان انتشار اين آاليندههای خطرناک را کاهش میداد فرآيند کار پروژه در سااه مرحله انجام گرفته اساات طراحی ساااخت و آزمايش در مرحله طراحی ابتدا سااه طرح مفهومی ارا ه گرديده و با اساتفاده از شابیه ساازی عددی و تحلیل نتايج حاصال از آن مورد مقايساه قرار گرفته اند بر اسااس کیفیت يکنواختی مخلوط ا ا ا اا ا سوخت و هوا میزان افت فشار و سادگی ساخت طرح مناسب از بین اين سه انتخاب شده است سپس زاويه تزريق و ديگر پارامترهای هندساای طرح منتخب با اسااتفاده از CFD و تحلیل و طراحی آزمايش به روش تاگوچی بهینه سااازی شااده اند به دلیل اهمیت زياد زاويه تزريق و فقدان يک تحقیق جامع و کامل در خصوص آن تأثیر اين پارامتر بر يکنواختی مخلوط سوخت و هوا و عملکرد پیشمخلوطکن به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفت نتايج نشان داد بهترين حالت يکنواختی مخلوط در زاويه تزريق 168 اتفاق میافتد در مرحله بعد پیش مخلوطکن بر اساااس طرح بهینه ساااخته شااد و سااپس تأثیر آن بر میزان انتشااار آاليندههای CO و NOx و همچنین پايداری م شعل مورد آزمايش قرار گرفت برای اين کار غلظت اين دو آالينده در گازهای خروجی م شعل برای توانهای 2 تا 1 کیلووات و نساابتهای هم ارزی 1 2 تا 1 2 اندازه گیری شااده و مقادير حاصاال از پیشمخلوطکن جديد و قديمی مقايسااه گرديد نتايج آزمايشها نشااان داد که پیش مخلوطکن جديد پايداری مشااعل را بهبود بخشاایده و غلظت اکساایدهای نیتروژن را در محصااوالت احتراق کاهش داده ا ست اين کاهش تأيید میکند که اين پیش مخلوطکن يکنواختی مخلوط سوخت و هوا را ن سبت به قبل افزايش داده ا ست تأثیر پیشمخلوطکن جديد بر میزان انتشار منواکسید کربن وابسته به نسبت هم ارزی و توان مشعل بوده به نحوی که در مخلوطهای رقیق و توانهای پايین م شعل يکنواخت سازی مخلوط سبب افزايش انت شار CO شده اما در ن سبتهای هم ارزی و توانهای باالتر با موفقیت غلظت CO را در محصوالت احتراق کاهش داده است کلمات کلیدی پیش مخلوطکن سااوخت و هوا يکنواختی مخلوط زاويه تزريق روش تاگوچی مشااعل متخلخل ا ا منواکسید کربن اکسیدهای نیتروژن
چكيده انگليسي :
Design and Manufacturing an Air Fuel Premixer for a 5kW Porous Media Burner Reza Zarei rezarei@chmail ir Date of Submission 2019 06 30 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Davazdah Emami mohsen@cc iut ac irAbstract The purpose of this project is to design and build an air fuel premixer for a 5kW natural gas fueled porousmedia burner The current burner is equipped with a premixer with poor performance such that the non uniformity of its output results in high values for NOx and CO emission The design of new premixer is aimedat decreasing the emission of these pollutants by generating a uniform mixture of air and fuel The task has been achieved in three steps Design Manufacturing and Testing In the design section firstly three conceptual designs were introduced and compared by performing CFD simulations and analyzingtheir results Considering mixing quality the amount of pressure loss and the simplicity of manufacturingprocess a suitable design was chosen from these three concepts Then the chosen design was optimized withrespect to the injection angle and geometrical parameters using CFD and Taguchi method of analysis anddesign of experiments Because of its importance and lack of a comprehensive study the injection angle effecton mixture uniformity was investigated separately It was shown that the best mixture uniformity is achievedat the injection angle of 165 In next step the premixer was manufactured on the basis of the optimized design Then it was tested forits performance regarding CO and NOx emission and stability of the burner For the test runs the concentrationof CO and NOx in the flue gas was measured for burner powers from 2 to 5 kW and equivalence ratios from0 5 to 0 7 The measured values for the new premixer was then compared with the old ones Results show thatthe new premixer has improved burner stability and reduced NOx concentration in the flue gas which confirmsthat it has improved mixture uniformity Effect of new premixer on CO emission depends on the equivalenceratio and the burner power For lean mixtures and low burner powers uniformity of the mixture has caused anincrease in CO emission due to global quenching but for higher equivalence ratios and powers it hassuccessfully decreased CO concentration in the flue gas Keywords Air fuel Premixer Mixture Uniformity Injection Angle Taguchi Method Porous Media Burner CO NOx
استاد راهنما :
محسن دوازده امامي
استاد مشاور :
احمد سوهانكار
استاد داور :
محمود اشرفي زاده، محمدرضا توكلي نژاد
