بررسی تجربی و ارزیابی عملکرد مشعل‌های سرعت بالا با هدف کاهش انتشار اکسیدهای نیتروژن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران

چکیده

این تحقیق به بررسی و مطالعه تجربی یک نمونه مشعل پیش‌آمیخته با سرعت بالا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پردازد. به منظور به­کارگیری صحیح این نوع مشعل لازم است که ویژگی‌های عملکردی آن بدرستی بررسی شود. سرعت خروجی محصولات احتراق از دهانه این مشعل‌ها بین 70 تا 200 متر بر ثانیه است که این سرعت سیال، مانع از ایستایی محصولات احتراق در کوره می‌گردد. بررسی تجربی شامل اندازه‌گیری طول شعله، بدست آوردن میدان دما و بررسی محدوده پایداری می‌شود. میدان دما به کمک 8 عدد ترموکوپل که در موقعیت‌های مختلف قرار گرفته‌اند اندازه‌گیری می‌شود. تغییرات دما در دو نسبت هم‌ارزی 96/0 و 05/1 به ازای نسبت‌های طولی و شعاعی مختلف، تاثیر بارهای مختلف بر طول شعله و تغییرات حد پایداری با قدرت مشعل در قالب نمودارهایی به نمایش درآمده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که دمای محور مرکزی با افزایش فاصله محوری و شعاعی از سر مشعل، دچار تغییر می‌شود و طول شعله به ازای دبی‌های ورودی مختلف، به آرامی تغییر می‌کند. در بررسی نسبت هم ارزی ملاحظه شد که در نسبت هم‌ارزی 96/0در مقایسه با نسبت هم ارزی  4/1 به ازای مقدار برابر گاز مصرفی، تغییرات دما یکنواخت‌تر است و تمرکز گرما کمتری روی دیوار حاصل می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Kermes , Belohradsky P., Oral, J., Stehlik, P., Testing of gas and liquid fuel burner for power and process industries, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology 2, 616 69 Brno, Czech Republic, 2008.
  • Lewis B , and Von Elbe , Combustion, Flames and Explosion of Gases, 3rd Ed, Academic Press, Orlando, 1987.
  • Cheng R. K., and Yegian T., Mechanical Swirler for A Low-NOx, Weak-Swirl Burner, United States Patent, USOO5879148, Mar. 9, 1999.
  • Bhoi P. R., Channiwala S. A., Optimization of producer gas fired premixed burner”, Main Plant system, Mechanical Department, Energy Centre India, Department of Mechanical Engineering, Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology, Deemed University, Surat 395 007, Gujarat, India, 2007.
  • Shy S. S., Lin W. J. and Peng K. Z., High-intensity turbulent premixed combustion: General correlations of turbulent burning velocities in a new cruciform burner, Proceedings of the Combustion Institute, 2000, 28, 561–568.
  • Bhoi P. R., Channiwala S. A., Emission characteristics and axial flame temperature distribution of producer gas fired premixed burner, Biomass and Bioenergy, 2009, 33, 469 – 477.
  • Lazic L., Brovkin V. L., Gupalo V., Gupalo E. V., Numerical and experimental study of the application of roof flat-flame burners, Applied Thermal Engineering, 2011, 31, 513 – 520.
  • Wang Y., Zhou Y., Effect of the coal blending ratio on NOx formation under multiple deep air-staged combustion, Energy Fuels, 2019, 34 (1), 853–862.
  • Ma L. Fang Q., Zhang C., Combustion and NO formation characteristics of pulverized coal co-firing with ammonia in a deep-air staging condition, Clean Coal Technology, 2022, 28 (3), 201–213.
  • Candel S, Duroa D., Schuller T, Dynamics of swirling flames, Annu. Rev. Fluid Mech, 2014. 46 (1), 147–173.
  • Candel S, Duroa D., Schuller T., Progress and challenges in swirling flame dynamics, Compt. Rendos Mec, 2012, 340 (11–12), 758–768.
  • Zhou C, Wang Y, Jin Q, Mechanism analysis on the pulverized coal combustion flame stability and NOx emission in a swirl burner with deep air staging, J. Energy Inst., 2019, 92 (2), 298–310

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار