سوخت و احتراق

سوخت و احتراق

تحلیل عملکردی محصولات احتراق در سامانه‌های گرمایشی تحت تأثیر فناوری پلاسمای سرد: یک رویکرد تجربی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تاکستان، ایران
2 گروه مهندسی ایمنی بهداشت محیط زیست، دانشکده مهندسی و ایمنی کار، موسسه آموزش عالی کار، قزوین، ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی صنایع، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران، مدیر واحد مهندسی، شرکت صنعتی شوفاژکار، تاکستان،
4 گروه مهندسی مکانیک، مرکز آموزش علمی کاربردی علوم و فنون، دانشگاه جامع علمی کاربردی، قزوین، ایران
5 گروه مهندسی مکانیک، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران، رییس واحد تحقیق و توسعه ، شرکت صنعتی شوفاژکار، تاکستان، ایران
10.22034/jfnc.2026.581191.1460
چکیده
با توجه به سهم قابل توجه سامانه‌های گرمایشی ساختمان در انتشار آلاینده‌های احتراقی، استفاده از فناوری‌های نوین پس‌احتراقی به ‌منظور بهبود کیفیت گازهای خروجی و کاهش اثرات زیست‌محیطی ضروری به نظر می‌رسد. در این پژوهش، عملکرد یک راکتور پلاسمای سرد از نوع تخلیه سد دی‌الکتریک به‌صورت تجربی در دو سامانه گرمایشی شامل دیگ آب‌گرم چدنی و آبگرمکن دیواری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از فناوری پلاسمای سرد در سامانه‌های دیگ آب‌گرم چدنی و آبگرمکن دیواری به‌ترتیب موجب کاهش ۵۲ و 40 درصد انتشار مونوکسیدکربن، ۳۶ و ۵۰ درصدی هیدروکربن‌های نسوخته و بهبود نسبی فرآیند اکسیداسیون محصولات احتراق گردید. در مقابل، بررسی اکسیدهای نیتروژن حاکی از افزایش ۴۴ درصدی در دیگ آب گرم چدنی و ۵۲ درصدی در آبگرمکن دیواری بود. این پژوهش ضمن اثبات پتانسیل بالای پلاسمای سرد در کاهش آلاینده‌های اصلی احتراق، چالش افزایش اکسیدهای نیتروژن را به‌عنوان یک یافته مهم شناسایی کرده و بر ضرورت بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی راکتور جهت کنترل هم‌زمان این آلاینده‌ها تأکید می‌کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Functional Analysis of Combustion Products in Heating Systems Assisted by Non-Thermal Plasma Technology: An Experimental Study

نویسندگان English

Hamidreza Rahmani 1
Seyed Alireza Babaee 2
Seyedeh Shabnam Azimi Hosseini 2
afshin emami barsari 3
zahra jahanbakhshi 4
javad latifi poshtahani 5
1 Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University, Takestan Branch, Iran
2 Department of Safety, Health and Environmental Engineering (HSE), Faculty of Engineering and Work Safety, Kar higher education institute, Qazvin, Iran
3 M.Sc. Student in Industrial Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran; Engineering Department Manager, Chauffagekar Industrial Company, Takestan, Iran
4 Department of Mechanical Engineering, Center of Applied Science and Technology, University of Applied Science and Technology
5 Department of Mechanical Engineering, Takestan Branch, Islamic Azad University, Takestan, Iran
چکیده English

Given the significant contribution of building heating systems to combustion-related pollutant emissions, the application of advanced post-combustion technologies to improve exhaust gas quality and mitigate environmental impacts has become increasingly important. In this study, the performance of a dielectric barrier discharge (DBD) cold plasma reactor was experimentally investigated in two residential heating systems, including a cast-iron hot-water boiler and a wall-mounted gas water heater. The results demonstrated that the application of cold plasma technology reduced carbon monoxide emissions by 52% and 40% and unburned hydrocarbon emissions by 36% and 50% in the cast-iron boiler and wall-mounted gas water heater, respectively, while also enhancing the oxidation of combustion products. In contrast, nitrogen oxide emissions increased by 44% in the cast-iron boiler and 52% in the wall-mounted gas water heater. Although the findings confirm the high potential of cold plasma technology for reducing major combustion pollutants, they also identify the increase in nitrogen oxides as a critical challenge, highlighting the need to optimize reactor operating parameters to achieve simultaneous control of these pollutants.

کلیدواژه‌ها English

Cold plasma reactor
Combustion products
Heating systems
Reduction of environmental pollutants

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 19 مرداد 1405