Fuel and Combustion

Fuel and Combustion

Experimental study of nebulized ethanol injection in radiative heat transfer and NOX pollutant of natural gas flame

Document Type : Original Article

Authors
Amin Jodat 1
Ali Kameli 2
Mojtaba Najafian 3
Omid Mahian 4
1 Department of Mechanical Engineering, University of Bojnord, 9453155111 Bojnord, North Khorasan, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, University of Bojnord, Bojnord, Iran
3 Department of Research and Development, Technology Development Company, Bojnord, Iran,
4 Zhejiang Provincial Engineering Research Center for the Safety of Pressure Vessel and Pipeline, Faculty of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University, Ningbo 315211, China
10.22034/jfnc.2024.450522.1377
Abstract
Compared to liquid and solid fuels, natural gas produces much less soot during combustion, and the melting and reaction on the surface of these soot is one of the main factors in the production of radiation in the flame. The use of natural gas as a substitute for liquid fuel in industrial and household burners has caused a decrease in thermal efficiency due to the weak radiation bands of gas fuel, therefore the combustion of natural gas has a lower thermal efficiency compared to liquid and solid fuels. And improving the radiant heat transfer of natural gas flame is one of the main challenges of active researchers in this field. In this research, the ethanol fuel was reduced to micron size by the nebulizer and injected into the flame with turbulent flow and as a result, better mixing, and its effects on the radiant heat transfer of the flame as well as the reduction of NOX pollutant were investigated. The results of the present research show that the injection of 1 percent by weight of ethanol in a nebulized form causes a 1 percent increase in the average temperature of the natural gas flame along the length of the boiler and a 3.5 percent increase in the radiant heat transfer flux, and also the injection of micron ethanol particles causes the production of NOX pollutants to decrease by 12.5 percent.
 
Keywords
Natural gas flame
Nebulizer
Ethanol injection
NOX Pollutant
Radiative heat transfer

Subjects

گاز طبیعی به دلیل در دسترس بودن، در سبد انرژی کشور ما بسیار محبوب است و اکنون بیش از ۵۹ درصد از مصرف سوخت‌های هیدروکربنی در کشور به گاز طبیعی اختصاص یافته است از این مقدار ۳۳ درصد سهم مصرف بخش خانگی و تجاری و ۵۰ درصد سهم بخش نیروگاهی است. در بخش خانگی و تجاری قسمت مهمی از این میزان به مشعل‌ دیگ‌های بخار و آب‌گرم بخار تعلق می‌گیرد. از­این­رو بهبود راندمان مشعل‌های گاز طبیعی به­منظور جایگزینی با سوخت‌های مایع از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. برای بهبود راندمان شعله، بهبود انتقال حرارت تابشی که ۷۰ درصد سهم انتقال حرارت شعله را برعهده دارد بهترین گزینه است. دی­اکسید­ کربن و بخار­­آب موجود در محصولات احتراق مهم­ترین گازهای تشعشع کننده در احتراق هستند اما به دلیل باندهای تابشی ضعیف، باعث پایین آمدن انتقال حرارت تابشی شعله گاز طبیعی می‌شوند[1،‌2]. محققین به دنبال روش‌هایی هستند که ضمن افزایش راندمان شعله گاز طبیعی، انتشار آلاینده به محیط­زیست را نیز کاهش دهند ازجمله این روش‌ها می‌توان به پیش گرمایش هوا و پیش گرمایش سوخت اشاره نمود [۳، ۴]. مطالعات محققین در زمینه­ی اثرات پیش گرمایش هوا بر ساختار شعله نشان می‌دهد که بالارفتن دمای هوای ورودی به مشعل موجب افزایش دمای شعله و نرخ تجزیه حرارتی سوخت ورودی به کوره و از این طریق سبب افزایش راندمان تشعشعی در شعله می‌شود اما برای افزایش راندمان تشعشعی از طریق پیش‌گرمایش هوا و سوخت ورودی به مشعل، نیاز به پیش گرمایش هوا تا دماهای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی­گراد است که اصطلاحاً چنین سیستم‌هایی به­عنوان سیستم‌های پیشرفته شناخته می‌شود در این دمای بالا بعضی از مولکول‌های سوخت شکسته و به کربن (دوده) تبدیل می‌شوند [۳، ۴]. راهکار دیگر برای افزایش راندمان تشعشعی شعله گاز طبیعی، اضافه کردن ذرات و ترکیبات با توانایی انجام واکنش در شعله و تولید رادیکال و یون است. تأثیر این روش بر بهبود انتقال حرارت تابشی از شعله‌های مختلف غیر درخشان به ثبت رسیده است [۵]. روش‌های مختلف درخشندگی شعله سوخت گاز طبیعی برای جایگزینی با سوخت مایع در کوره‌های صنعتی در سال ۱۹۹۰ توسط گرین و همکاران [۶]  مورد مطالعه قرار گرفت. آن­ها برای ایجاد درخشندگی در شعله گاز از دو سوخت گاز و زغال­سنگ استفاده کردند. در ادامه هانتی و لی [۵] بهبود انتقال حرارت تابشی از شعله سوخت هیدروژن را مورد بررسی قرار دادند. آن­ها با بررسی فرآیند تشکیل دوده توسط زغال­سنگ و سهم و تأثیر آن بر انتقال حرارت تابشی از شعله، اضافه کردن پودر زغال­سنگ به شعله غیر درخشان هیدروژن را برای تولید دوده و بهبود تابش در آن پیشنهاد کرده‌اند. استوارات گروز [7] اثر تزریق ذرات اکسید آلومینیوم و اکسید منیزیم را بر انتقال حرارتی تابشی از شعله دیفیوژن متان هوا مورد بررسی قرار دادند. نتایج تحقیق آن­ها نشان داد که این ذرات تأثیر قابل­توجهی بر انتقال حرارت تابشی از شعله ندارند. کیم و همکاران [4] در تحقیقی اثر احتراق با هوای پیش گرم شده را بر شعله سوخت LPG به­طور آزمایشگاهی بررسی کردند. نتایج آن­ها نشان داد که با افزایش دمای هوای ورودی (دمای پیش گرمایش) رنگ شعله درخشان‌تر می‌شود. بیک و همکاران [8] اثر تزریق ذرات جامد اکسید آلومینیوم و زغال را بر دما و انتقال حرارت تابشی در شعله هیدروژن ـ هوا مورد بررسی قرار دادند. نتایج آن­ها نشان داد که تزریق ذرات غیر واکنش‌دهنده اکسید آلومینیوم به شعله باعث کاهش شار حرارتی کل بر روی دیواره کوره می‌شود و هرچه دبی تزریق ذرات بیشتر باشد این کاهش بیشتر است. آن­ها همچنین دریافتند که تأثیر تزریق ذرات کربن در انتقال حرارت جابجایی اندک بوده و بیشتر، انتقال حرارت تشعشع از شعله را تحت تأثیر قرار می‌دهد و انتقال حرارت تابشی مکانیزم اصلی مؤثر در انتقال حرارت مشعل‌ها است. گیو و همکاران [9] اثر اضافه کردن هیدروژن بر تشکیل دوده در شعله آرام و دیفیوژن اتیلن- هوا را به­صورت عددی بررسی کردند آن­ها بیان داشتند که تزریق هیدروژن به سوخت باعث متوقف شدن و کاهش فرآیند تولید دوده می‌شود. ساجی و همکاران [10] اثر تولید و اکسیداسیون دوده را در انتقال حرارت تابشی شعله دیفیوژن اتیلن مورد بررسی قرار دادند. علت انتخاب اتیلن به­عنوان سوخت این است که کربن‌های اشباع مانند اتیلن، استیلن، و بنزن نقش مهمی در راندمان تشعشعی دارند. نتایج تحقیق آن­ها نشان می‌دهد که شعله اتیلن در مقایسه با شعله متان بزرگ­تر و درخشان‌تر است و درخشندگی آن به دلیل حضور ذرات کربن در آن است همچنین با در نظر گرفتن تابش ذرات کربن دمای ماکزیمم به اندازه ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد و همچنین مکان ماکزیمم شعله و مکان ماکزیمم انحراف در نمودار توزیع دما در حالت با تابش و بدون در نظر گرفتن تابش ذرات کربن بر هم منطبق است که نشان می‌دهد ذرات کربن نقش مهمی را در توزیع و پخش حرارت از طریق تابش دارند. اس سی پائول و ام سی پائول [11] به روش عددی انتقال حرارت تابشی از شعله درهم و غیر پیش آمیخته پروپان هوا را در یک محفظه احتراق سه­بعدی بررسی کردند. نتایج بررسی آن­ها نشان می‌دهد که تابش از شعله‌های درخشان به­عنوان یک جسم سیاه تابع دما و ضریب صدور است و ضریب صدور در این شعله‌ها تابع غلظت دی­اکسید کربن، بخار­آب، ذرات کربن و همچنین دما است؛ ولی ذرات کربن مهم­ترین عنصر در ضریب صدور است. آن­ها همچنین دریافتند در ناحیه‌ای از شعله که غلظت ذرات کربن بیشتر است، نرخ انتقال حرارت تابشی از شعله نیز بیشتر است. پورحسینی و مقیمان [12] اثر هم‌سوزی گاز-گازوئیل را از طریق تزریق قطرات گازوئیل به درون شعله گاز طبیعی بر درخشندگی و انتقال حرارت تابشی آزمایش نمودند. تزریق قطرات با استفاده از یک نازل تک پاشش به قطر ۱۰۰ میکرومتر و فشار پاشش ۹ بار انجام شده است. آن­ها نشان دادند که درخشندگی و سطح شعله در اثر هم-سوزی گاز-گازوئیل به ترتیب ۳۸ و ۵/۲ برابر افزایش می‌یابد و در نسبت جرمی گازوئیل به گاز 10%، انتقال حرارت تابشی 52% بهبود یافته است. همچنین CO و NO در مقایسه با حالت بدون تزریق ۴ وppm ۳۵ افزایش یافته است. چای بوسکی و همکاران [13] در تحقیقات‌شان نشان دادند که تزریق بخار­آب در داخل محفظه احتراق به دلیل کاهش دمای شعله و ایجاد مکانیزم‌های واکنشی شامل ترکیبات هیدروژن‌دار موجب کاهش انتشار آلاینده ناکس[1] می­شود. بقراطی و همکاران [14] اثر افزودن غلظت‌های مختلف نانولوله کربنی را مقایسه نمودند و افزایش نسبت جرمی C/H سوخت مایع بر رفتار احتراقی و تابش حرارتی شعله را بررسی کردند. نتایج بررسی ایشان نشان داد افزایش کربن به­صورت نانوذرات، موجب افزایش سرعت واکنش‌ها، کاهش طول شعله، افزایش دما و افزایش تابش حرارتی شده است و افزایش کربن به­صورت سوخت سنگین‌تر (C/H بیشتر) موجب کندی احتراق، افزایش طول شعله، افزایش دما و افزایش تابش حرارتی می‌شود. پورحسینی و همکاران [15] اثر تزریق نانوسیال نقره را بر افزایش ویژگی‌های تشعشع و کاهش انتشار NOx بررسی نموده است. نتایج آزمایش ایشان نشان می‌دهد که تزریق نانوسیال، تابش امواج مادون­قرمز شعله گاز طبیعی را افزایش می‌دهد و یک توزیع شار حرارتی تابشی با ارزش بالا و یکنواخت برای شعله ایجاد می‌کند و اگرچه تزریق نانوسیال به­طور قابل­توجهی غلظت انتشار آلاینده کربنی را تغییر نمی‌دهد اما انتشار NOx را تا 22% کاهش می‌دهد. کاهش انتشار NOx ناشی از کاهش حداکثر دمای شعله، به دلیل جذب گرما توسط قطرات نانوسیال و افزایش غلظت رادیکال‌های OH، به دلیل تفکیک H2O در دماهای بالای منطقه واکنش شعله است. مظاهری و همکاران [16] بررسی عددی افزودن بخار­آب به هوای احتراق دیگ بخار صنعتی را انجام دادند مشاهده کردند در محفظه احتراق در حالت هوای خشک، دما و به‌تبع آن ناکس تولیدی زیاد است و دمای شعله در محفظه بعد از تزریق بخار کمتر شده و همچنین مقدار NO خروجی و مقدار NO2 خروجی کاهش پیدا کرد اما در گونه OH مقدار خروجی افزایش داشته است. مطالعه پورحسینی و قدرت [17] بیودیزل روغن پالم تقویت شده با نانوذرات Al2O3 را به­عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر مورد بررسی قرار دادند نتایج آن­ها نشان می‌دهد تزریق این نانوذرات ویژگی‌های شعله را بهبود داده، درخشندگی و تابش مادون­قرمز را افزایش می‌دهند و باعث کاهش گازهای NOx می‌­شود با این حال باعث افزایش انتشارات مونواکسید کربن می‌شود. تای و همکاران [18] بر روی کاربرد و فواید امواج فرا­صوت در کنترل پاشش قطرات سیال با قطرهای پایین ذرات مطالعه کردند و نشان دادند که روش تزریق با امواج فراصوت روشی کارآمد جهت تزریق و کنترل ذرات است. جودت و نجفیان[19]  با تزریق درصد وزنی مشخصی از ترکیبات نفتی که توسط دستگاه نبولایزر و با امواج التراسونیک به ابعاد میکرون درآمدند، توانستند مقدار CO و راندمان حرارتی را افزایش و مقدار اکسیدهای نیتروژن را کاهش دهند. در مطالعه فایرو و همکاران [20] استفاده از اتانول به­عنوان سوخت جایگزین برای موتورهای دیزل جهت کاهش قیمت و همچنین کاهش آلاینده­های زیست­محیطی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آن­ها نشان داد که ترکیب اتانول با دیزل در میکرو امولسیون­ها و افزودن نانوذرات NiZnFe2O4، می‌تواند باعث افزایش راندمان و کاهش آلاینده محصولات احتراق شود. دچنگ لی و همکاران[21]  توانستند با تزریق مخلوط اتانول و آب به موتور احتراق داخلی بنزین سوز با نسبت‌های مختلف هوای اضافه و آب، انتشار گازهای گلخانه‌ای و مونوکسید کربن را کاهش دهند.

دمیر و همکاران [22] با هدف بهبود انتشار آلاینده‌ها و عملکرد سوخت در یک موتور دیزل، اثر افزودن اوره و مخلوط‌های آن را مورد بررسی قرار دادند. مطالعه آزمایشگاهی کاهش قابل‌توجهی را در انتشار مونواکسید کربن، هیدروکربن­های نسوخته و همچنین انتشار آلاینده ناکس نشان داد. اوزر و همکاران [۲3] کارایی بوراکس دکاهیدرات را به‌عنوان یک ماده افزودنی به سوخت دیزل بررسی کردند. نتایج مطالعه‌ آن­ها کاهش‌ قابل­توجهی را در انتشار آلاینده‌هایی مانند هیدروکربن‌های نسوخته، مونوکسیدکربن، مصرف سوخت و غلظت دوده نشان داد، در حالی که اشاره کرد که انتشار اکسیدهای نیتروژن  بدون تغییر باقی­مانده است. دوگان و همکاران [۲4] مطالعه‌ای بر روی مخلوط‌های سوخت حاوی نانوذرات سریم اکسید (CeO2) و نانوذرات آلومینیوم اکسید(Al2O3)  با دیزل/روغن سوخت سنگین، در یک موتور احتراق تراکمی انجام دادند. هدف این مطالعه ارزیابی انرژی، کارایی و پایداری با مقایسه ترکیبات سوخت، با پارامترهایی از­جمله قدرت موتور، مصرف سوخت، و انتشار گازهای خروجی اگزوز بود. نتایج نشان­دهنده افزایش اتلاف انرژی با افزودن نانوذرات نسبت به سوخت استاندارد بود.

بررسی مطالعات گذشته نشان می‌دهد که گرچه انتقال حرارت تابشی از شعله و راهکارهای بهبود آن یکی از مهم­ترین روش‌ها برای افزایش بهره‌وری حرارتی در مشعل‌ها است، اما روش‌های ارائه شده در مقالات به دلیل خطرات ناشی از مکانیزم تزریق و افزایش دما، حجم زیاد مواد افزودنی مورد استفاده و قیمت تمام شده بالا، برای صنایع، عملیاتی نشده است. در این مطالعه، به‌منظور رسیدن به روشی که بتواند در صنعت برای افزایش بهره‌وری و کاهش آلاینده‌ها استفاده شود، سوخت اتانول به شعله گاز طبیعی با استفاده از دستگاه نبولایزر تزریق می‌شود و تأثیر این فنّاوری تزریق که به همراه کاهش قطر ذرات و وجود جریان آشفته و اختلاط مناسب است بر افزایش راندمان حرارتی و تشعشعی شعله‌های گاز طبیعی و غلظت آلاینده‌ ناکس موجود در محصولات احتراق بررسی می‌شود.

 

شرح دستگاه و روش انجام آزمایش

آزمایش‌ها و اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی با استفاده از مشعل گازی با حداکثر ظرفیت حرارتی ۱۲۰ کیلو وات نصب شده بر روی دیگ فولادی صنعتی ۳ پاس فایرتیوب به طول ۱۴۰۰ میلی‌متر و قطر ۹۰۰ میلی‌متر انجام شده است در قسمت ورودی این محفظه احتراق محلی برای نصب مشعل گازسوز و در قسمت خروجی نیز محلی برای اتصال دودکش وجود دارد جهت خروج محصولات احتراق از یک دودکش به قطر ۱۵ سانتی‌متر و ارتفاع ۹ متر استفاده شده است. دودکش نصب شده یک متر بالاتر از موانع اطراف قرار گرفته است و داده‌های ثبت شده توسط دستگاه گاز آنالیزور بیانگر پایداری و عدم تأثیر شرایط باد منطقه بر نتایج اندازه‌گیری شده است. دبی جریان گاز ورودی به مشعل 3/4 متر مکعب بر ساعت است که اندازه‌گیری آن توسط یک عدد کنتور گاز با دقت 1 لیتر در ثانیه انجام می‌شود. جهت ثابت نگه­داشتن دمای آب ورودی به دیگ از دو عدد دستگاه یونیت هیتر به همراه پمپ استفاده شده است جهت اندازه‌گیری دبی آب عبوری از دیگ از روتامتر با بدنه فلزی مدل ACA01 و برای اندازه‌گیری دبی حجمی هوای ورودی به مشعل، از یک دبی- سرعت­سنج دیجیتال کالیبره شده مدل TES-1340 Hot-Wire Anemometer استفاده شده است. در شکل 1 بستر آزمایشگاهی مورد استفاده در این پژوهش نشان داده شده است.

 

Figure 1- Gas burner, boiler and nebulizer used in the experiment

شکل 1- مشعل گاز­سوز، بویلر و دستگاه نبولایزر مورد استفاده در آزمایش

جهت اندازه‌گیری دما، تابش و آلاینده‌ها 12 عدد دریچه بازدید به قطر ٥ سانتی‌متر و در زاویه ٤٥ درجه در بدنه دیگ تعبیه شده است. برای اندازه‌گیری دمای آب ورودی و خروجی به دیگ از سنسورهای PT-100 و برای اندازه‌گیری دمای شعله در این آزمایش‌ها از ترموکوپل نوع S با غلاف سرامیکی با دقت  استفاده شده است. در شکل 2 محل قرارگیری سنسورهای دما، سنسور تشعشع و دریچه­های تعبیه شده در بدنه دیگ نشان داده شده است.

 

 

Figure 2- Placement of S and K type sensors in the 45 degree valves of the combustion chamber

شکل2- محل قرارگیری سنسورها در دریچه­های 45 درجه بازدید محفظه احتراق

 

تشعشع ساطع شده از شعله توسط سنسور شار تشعشعی و درخشانی HFS01  ساخت شرکت هاکس فلوکس اندازه‌گیری می‌شود و برای تعیین دما و درصد حجمی آلاینده­های CO و NOX در گاز خروجی از دودکش از دستگاه آنالیزور گاز TESTO350 استفاده شده است. در شکل 3 سنسور شار تشعشعی و دستگاه آنالیزور گاز مورد استفاده در این پژوهش نشان داده شده است

 

 

Figure 3- Heat flux sensor HFS01 and TESTO 350 gas analyzer

شکل3- سنسور شار حرارتی HFS01 و دستگاه آنالیزور گاز TESTO350

جهت تزریق اتانول از دستگاه طراحی شده نبولایزر به ابعاد 55×25×30 سانتی‌متر و متشکل از 13 پیزو الکتریک در دو مخزن جداگانه که توان الکتریکی مورد­نیاز آن­ها به­وسیله یک منبع تغذیه تأمین می­شود استفاده شده است. اتانول وارد شده به مخزن دستگاه نبولایزر به­وسیله امواج مافوق صوت تولید شده توسط پیزو‌های موجود در مخازن به­صورت برش‌های میکرونی از سطح سیال جدا می­شوند این ذرات به­وسیله فن دمنده با قابلیت کنترل دور، از طریق لوله‌هایی به مسیر هوای ورودی مشعل، تزریق می­شوند. شکل 4 هندسه دستگاه نبولایزر مورد استفاده در این آزمایش و شکل 5 نمای بالا و جانبی آن را نشان می‌دهد.

 

Figure 4- 3D design of nebulizer device (standard view)

شکل 4- طراحی سه‌بعدی دستگاه نبولایزر (نمای استاندارد)

 

 

Figure 5- Side view and top view of the nebulizer

شکل 5- نمای جانبی و نمای بالای دستگاه نبولایزر

 

برای انجام آزمایش و جهت دستیابی عملی به نسبت هم ارزی بهینه به این صورت عمل می‌شود که ابتدا گاز از طریق مشعل وارد محفظه احتراق می‌شود. هوای اضافه نیز از طریق فن داخل مشعل که دور آن به­وسیله یک اینورتر کنترل می‌شود، با بیشترین مقدار وارد محفظه احتراق می‌شود سپس با تغییر فرکانس اینورتر، دور فن کاهش یافته و حجم هوای ورودی به مشعل نیز کاهش می‌یابد. با انجام این کار، پس از یکنواخت شدن شعله، مقدار co موجود در محصولات احتراق اندازه‌گیری می‌شود. این فرایند تا مشاهده کمترین غلظت آلاینده مونوکسید کربن در محصولات احتراق ادامه می‌یابد. نسبت هم ارزی که در آن کمترین مقدار ممکن مونوکسید کربن در محصولات احتراق اندازه‌گیری می‌شود، نسبت هم ارزی بهینه مشعل است در ادامه با تزریق اتانول نبولایز شده به شعله، اثر این تزریق بر دما و انتقال حرارت تشعشعی توسط سنسورهای حرارتی نوع K و S و سنسور تشعشعیHFS01  ثبت می‌شود لازم به ذکر است که پس از هر تزریق با گذشت حدود 30 تا 45 دقیقه به­منظور رسیدن شعله به حالت پایدار، اطلاعات مربوط به دما، تشعشع شعله و آلاینده­ها ثبت می­شوند ﺑﺮای اﻃﻤﯿﻨﺎن از ﺻﺤﺖ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه آزمایشﻫﺎ در دو ﻧﻮﺑﺖ ﺗﮑﺮار ﺷﺪه و ﻋﺪم ﻗﻄﻌﯿﺖ ﺗﻮﺳﻌﻪ‌ﯾﺎﻓﺘه ﻧﺎﺷﯽ از دﻗﺖ ﺗﺠﻬﯿﺰات‌ﮔﯿﺮی و ﺗﮑﺮار آزﻣﺎﯾﺶ ﺑﺎ ﺳﻄﺢ اﻃﻤﯿﻨﺎن 95درصد ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ و در ﻧﻤﻮدارﻫﺎی ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. در شکل 6 طرح‌واره بستر آزمایش مورد استفاده در این پژوهش نشان داده شده است در این شکل محل قرارگیری سنسورهای دما و سنسور تشعشع، دستگاه گاز آنالایزر و نبولایزر تزریق ذرات نشان داده شده است همچنین مسیر حرکت گازهای حاصل از احتراق با فلش‌های به رنگ قرمز مشخص شده است.

 

Figure 6- Schematic of the experimental setup used in this research

شکل 6- طرح‌واره بسترآزمایش مورد استفاده در پژوهش

 

[1] NOX

  •  

    • mazaheri, K., and zarei, A. Numerical investigation of adding water vapor to air of combustion in an industrial boiler. Fuel and Combustion, Vol.13(4), pp.117-138, 2020.
    • Küçükosman R. , Yontar A.A. and Ocakoglu K., "Nanoparticle additive fuels: Atomization, combustion and fuel characteristics", Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Vol. 165,p.105576,2022.
    • Lim, J., Gore, J. and Viskanta R., ''A Study of the Effects Air Preheat on the Structure of Methane/Air Counter Flow Diffusion Flames '', Combustion and Flame, Vol. 121, pp. 262-274, 2000.
    • Kim, W.B., Chung, D.H., Yang, J.B., and Noh, D.S., '' An Experimental Study on High Temperature and Low Oxygen Air Combustion '', Journal of Thermal Science, Vol. 9(2), pp. 169-175, 2000.
    • Hutny, G. Lee,“Improved radiative heat transfers from hydrogen flames,” International journal of hydrogen energy, Vol. 16, pp. 47-53,1991.
    • E. Green, B.A. Green, J.C. Wagner, “Radiation enhancement in oil/coal boilers converted to Natural gas,” Google Patents 4978367,1990.
    • Steward, K. Guruz,"The effect of solid particles on radiative transfer in a cylindrical test furnace,” Symposium (International) on Combustion, Elsevier, Vol. 15, pp. 1271-1283, 1975.
    • W. Baek, J. Ju Kim, H.S. Kim, and S.H. Kang,”Effects of addition of solid particles on thermal characteristics in hydrogen-air flame,” Combustion Science and Technology, vol.174, pp. 99-116, September 2010.
    • Guo, F. Liu, G.J. Smallwood, and Ö.L. Gülder, 2006, “Numerical study on the influence of hydrogen addition on soot formation in a laminar ethylene–air diffusion flame,” Combustion and Flame, Vol. 145(2), pp. 324-338, 2006.
    • Saji, C. Balaji, and T. Sundararajan,“Investigation of soot transport and radiative heat transfer in an ethylene jet diffusion flame,” International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 51, pp. 4287-4299, 2008.
    • Paul, S.C., and Paul, M.C., ''Radiation Heat Transfer during Turbulent Combustion Process '', International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 37, pp. 1-6, 2010
    • H. Pourhoseini, and M. Moghiman, “Experimental and numerical investigation into enhancing radiation characteristics of natural-gas flame by injection of micro kerosene droplets,” Journal of Enhanced Heat Transfer, Vol. 21, pp. 407-423, 2014
    • Chybowski, R. Laskowski, and K. Gawdzińska, “An overview of systems supplying water into the combustion chamber of diesel engines to decrease the amount of nitrogen oxides in exhaust gas,” Journal of Marine Science and Technology, Vol. 20, pp. 393-405, January 2015.
    • Boghrati M, Moghiman M, and Pourhoseini S H. Comparison of effects of adding various carbon nanotube concentrations and increase C/H mass ratio of liquid fuels on combustion behavior and flame thermal radiation. Modares Mechanical Engineering.; 17 (9), pp. 205-213, 2017.
    • H. Pourhoseini, “A novel configuration of natural gas diffusion burners to enhance optical, thermal and radiative characteristics of flame and reduce NOx emission,” Energy journal, Elsevier, Vol.132, pp. 41-48, 2017.
    • mazaheri, K.,and zarei, A. Numerical investigation of adding water vapor to air of combustion in an industrial boiler. Fuel and Combustion, Vol.13(4), 117-138. 2020.
    • Pourhoseini S.H.,and Ghodrat M., "Experimental investigation of the effect of Al2O3 nanoparticles as additives to B20 blended biodiesel fuel: Flame characteristics, thermal performance and pollutant emissions", Case Studies in Thermal Engineering, Vol. 27, pp.1-9. 2021.
    • C. Tsai, C.H. Cheng, N. Wang, Y.L. Song, C.T. Lee, and C.S. Tsai, “Silicon-based megahertz ultrasonic nozzles for production of monodisperse micrometer-sized droplets,” IEEE transactions on ultrasonic, ferroelectrics, and frequency control, Vol. 56, pp. 1968-1979, 2009.
    • Jodat, M. Najafian, A. Mohammadi , “Experimental Study of Injecting Water Vapor and Oil Compounds by Nebulizer on the Efficiency and Natural Gas Flame Pollution,” Amirkabir J. Mech Eng., Vol. 53, pp.105-110 , 2021.
    • Firew D., Nallamothu R.B., Alemayehu G. and Gopal R., "Performance and emission evaluation of CI engine fueled with ethanol diesel emulsion using NiZnFe2O4 nanoparticle additive", Heliyon, Vol. 8, 2022.
    • Decheng Li, Xiumin Yu, Ping Sun, Yaodong Du, Mingjia Xu, Yinan Li, Tianqi Wang, and Zhe Zhao, “Effects of Water Ratio in Hydrous Ethanol on the Combustion and Emissions of a Hydrous Ethanol/Gasoline Combined Injection Engine under Different Excess Air Ratios,” Acs omega, Vol. 6, pp. 25749-25761 ,September 2021.
    • Demir U. , Kozan A. and Özer S., " Experimental investigation of the effect of urea addition to fuel on engine performance and emissions in diesel engines", Journal of Fuel, Vol. 311, 2022.
    • Özer S., Demir U. and Koçyiğit S., " Effect of using borax decahydrate as nanomaterials additive diesel fuel on diesel engine performance and emissions", Journal of Energy, Vol. 266, 2023.
    • Doğan B., Özer S., Vural E. and Haciyusufoğlu A.F., "Energy, exergy and sustainability analyses of nanoparticles added to fuels to reduce carbon footprint", Journal of Case Studies in Thermal Engineering, Vol. 56, 2024.