بررسی تجربی پدیده‌ی برگشت شعله در محیط متخلخل سرامیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان

2 کارشناسی ارشد تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان

چکیده

در این مقاله چگونگی حرکت شعله در یک سرامیک متخلخل با سوخت گاز طبیعی به طور تجربی بررسی شده است. برای ردیابی شعله از ترموکوپل‏هایی در دیواره‌ی مشعل که در راستای محور مشعل قرارگرفته‌اند، استفاده شده است. نتایج به صورت توزیع دمای دیواره در زمان‏های مختلف ارائه شده است. در این آزمون ها دو حالت در روند حرکتی شعله مشاهده می‌شود. حالت اول، حرکت سریع شعله به سطح زیرین محیط متخلخل است ( با عنوان پرش شعله از محیط) و در حالت دوم پس از گذشت زمانی مشخص، شعله به تدریج در درون سرامیک نفوذ نموده و پس از طی مسیر کوتاهی در درون آن، به حالت زیر سطح در می‌آید (با عنوان عبور شعله از محیط). با انجام آزمایش‌های متعدد وقوع هر یک از حالات فوق با تغییر عواملی همچون نسبت هم‌ارزی، نرخ آتش، چگای حفره و ضخامت محیط متخلخل بررسی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Experimental Study on the Flashback in a Porous Media

نویسندگان [English]

  • seyed Abdolmehdi Hashemi 1
  • majid dastmalchi 2
  • majid nikfar 2
چکیده [English]

Moving of flame in a ceramic porous burner with natural gas fuel is studied experimentally. Six thermocouples are mounted on the wall of the burner to track the flame. The results are presented via temperature profiles in different times. Two cases were observed in flame moving. At the first case, flame moves rapidly to the beneath of the medium; while in the second one flame gradually penetrates the medium and thereafter moves beneath of it. The effects of equivalence ratio, firing rate, pore density and thickness of porous medium on the flame movement is studied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Porous Media
  • Combustion
  • flashback
  • Combustion wave motion
0[1]هاشمی، س. ع. و عطوف، ح،”بررسی تجربی اثر ضخامت و تخلخل بر عملکرد مشعل تابشی متخلخل فلزی“،نشریه علمی- پژوهشی سوخت و احتراق، سال دوم، . شماره دوم، پاییز و زمستان 0388
 [2]هاشمی، س. ع، امانی، ج.، عطوف، ح، ”بررسی تجربی پایداری شعله در محیط متخلخل کاربید سیلیسیمی“،، مجله علمی پژوهشی امیرکبیر، سال 93 ، شماره 0. تابستان 0391
[3]هاشمی، س. ع، نیکفر، م.، معتقدی فرد، ر،”بررسی تجربی اثر نرخ آتش و نسبت هم ارزی بر عملکرد مشعل متخلخل فلزی تابشی“، مجله علمی پژوهشی امیرکبیر،سال 93 ، ، شماره 0 . تابستان 0391
[4] Mobbauer, S., Pickenacker, O., Pickenacker, K., and Trimis, D., “Application of the Porous Burner Technology in Energy-and Heat-Engineering”, Proceeding of 5th Int. Conf. on Technologies and Combustion for a Clean Enviro. Clean Air. Lisbon, 3, pp. 185- 198, 2002.
[5] Christo, F.C., “A Parametric Analysis of a Coupled Chemistry-Radiation Model in Poious Media”, DSTO– Research Report RR- 0188, 2000.
[6] Babkin, V., “Filtrational combustion of gases: present state of affairs and prospects”, Pure Appl Chem, 65, pp.335– 44, 1993.
[7] Brenner, G., Pickenäcker, K., Pickenäcker, O., Trimis, D., Wawrzinek, K., and Weber, T., “Numerical and experimental investigation of matrix-stabilized methan/air combustion in porous inert media”, Combustion and Flame, 123, pp. 201- 213, 2000.
[8] Diamantis, D.J., Mastorakos, E., and Goussis, D.A., “Simulations of premixed combustion in porous media”, Combustion Theory and Modeling, 6, pp. 383- 411, 2002.
[9] Min, D.K., and Shin, H.D., “Laminar premixed flame stabilized inside a honeycomb ceramic”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 34, pp. 341- 356, 1991.
[10] Vogel, B. J., and Ellzey J. L., “Subadiabatic and Superadiabatic Performance of a Two-Section Porous Burner”, Combust. Sci. and Tech., 177, pp. 1323- 1338, 2005.
[11] Abdul Mujeebu, M., Abdullah, M.Z., Abu Bakar, M.Z., Mohamad, A.A., Abdullah, M.K., “A review of investigations on liquid fuel combustion in porous inert media”, Journal of Environmental Management, 90, pp. 2287– 2312, 2009.
[12] Wood, S., Harris, A. T., “Porous burners for lean-burn applications”, Progress in Energy and Combustion Science, 34, pp. 667– 684, 2008.
[13] Singh, M., Singh, L.P, Husain, A., “Propagation of nonlinear travelling waves in Darcy-type porous media”, Acta Astronautica, 67, pp. 1053– 1058, 2010.
[14] Shih, J.R., Xie, M.Z., Liu, H., Li, G., Zhou, L., “Numerical simulation and theoretical analysis of premixed low-velocity filtration combustion”, Heat and Mass Transfer, 51, pp. 1818– 1829, 2008.
[15] Manual on the use of thermocouples in temperature measurement, Fourth Edition, sponsored by ASTM Committee E20 on Temperature Measurement.