Fuel and Combustion

Fuel and Combustion

Numerical and Experimental Investigation of Baffles Effect on Thermal Efficiency of Room Gas Heater

Authors
1 Faculty of Mechanical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
2 اداره اوزان و آزمایشگاه‌های فلزی، اداره کل استاندارد و تحقیقات صنعتی آذربایجان شرقی،تبریز،ایران
Abstract
This paper presents a research on thermal efficiency of home gas heaters. Installing baffles inside the furnace and against hot product gas flow prevents rapid gas flow out of the chimney, causing to increase the residue time of flue gases. Therefore, instead of heat energy loss, the energy is transferred to the room, thereby increasing the thermal efficiency of the gas heater. On the other hand, installing these baffles increases pressure drop, which can cause incomplete combustion and pollutant formation. In this work, we used fluent software to simulate fluid flow and heat transfer of product gases for different suggested obstacle surface configurations, and studied its effect on the thermal efficiency of gas heaters. Obstacle configuration with the maximum thermal efficiency is determined, built in workshop, installed and tested experimentally and its performance is shown to correspond with the computer simulation. Ultimately, the thermal efficiency of the model 12000 of Donar-khazar gas heater increased from 76.2 to 82.9% using this model.
Keywords

1.    موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، بخاری گازی دودکش­دار، ویژگی­ها و روش­های آزمون و دستورالعمل برچسب انرژی، استاندارد ملی ایران به شماره 2-1220، 1385.
2.    نگهداری، س؛ "بهینه­سازی مصرف سوخت بخاری گازی زمینی و ارتقای برچسب انرژی ازD  به E،" پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی سهند، 1386.
3.    موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، بخاری گازی دودکش­دار، ویژگی­ها و روش­های آزمون، استاندارد ملی ایران به شماره                1-1220، 1385.
4.     American National Standard for Gas-Fired Vented Room Heaters, ANSI21.111, 1974.
5.     Gas Space Heating Appliance, 20-AG 103, 2000.
6.     Independent Gas-Fired Convection Heater, 21-EN 613, 2001.
7.    مهرابیان، م. ع؛ دینامیک سیالاتی محاسباتی، انتشارات دانشگاه باهنر کرمان،1380.                                                                                                                                      
8.     رستمی، ع. الف؛ شیرازی، م؛ مقدمه­ای بر انتقال گرما، جلد اول و دوم، ویرایش سوم، دانشگاه صنعتی اصفهان،1380.
9.    عالم رجبی، ع؛ دینامیک گازها، نشردانشگاه صنعتی اصفهان، 1384.
10. جمشیدی، ن؛ و افکاری، د؛ آموزش نرم­افزارهای گمبیت و فلوئنت، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر، 1382.
11. شجایی فرد، م؛ نورپور هشترودی، ع؛ و کفاش، م؛ راهنمای نرم­افزار گمبیت و فلوئنت، چاپ اول، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، 1381.
12. سلطانی، م؛ و رحیمی اصل، ر؛ دینامیک سیالات محاسباتی به کمک نرم­افزار فلوئنت، چاپ چهارم، نشر طراح، 1386.
13. کاشانی، ش؛ "ارتقاء راندمان حرارتی بخاری گازی مدل 12000 دونار با شبیه­سازی جریان گازهای حاصل از احتراق داخل کوره و مقایسه آنها با نتایج آزمایشگاهی،" پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی تبریز، 1385.
14. ولی پور، س؛ کاکائی، الف؛ کاظم زاده، س؛ و سعیدی، م؛ "مدلسازی مصرف انرژی اجاق گاز فردار،" دومین همایش بهینه­سازی مصرف سوخت، 1381.