https://www.jfnc.ir/ سوخت و احتراق fa daily 1 Wed, 13 Dec 2017 00:00:00 +0330 Wed, 13 Dec 2017 00:00:00 +0330 https://www.jfnc.ir/article_53995.html سوخت زیستی بیودیزل به دلیل مزایای زیست‌ محیطی و شباهت برخی خصوصیات آن با نفت‌ گاز به عنوان جایگزینی مناسب برای سوخت‌های فسیلی مورد توجه می‌باشد. در این تحقیق برای تولید بیودیزل از روغن پسماند کلزا در حضور کاتالیست K2CO3/Al2O3 استفاده شد. جهت آماده‌‌سازی کاتالیست از روش راسب کردن K2CO3 بر Al2O3 استفاده گردید. جهت انجام واکنش ترانس استریفیکاسیون و بررسی اثر پارامترهای مختلف زمان واکنش، دما و درصد وزنی کاتالیست بر بازده‌ تولید بیودیزل و بهینه کردن تعداد آزمایش‌‌ها، از طراحی آزمایش‌ تاگوچی، در طرح کاملاً تصادفی با دو تکرار استفاده گردید. همچنین نسبت مولی متانول به روغن 15 به 1، میزان کاتالیست 5/0، 1، 5/1، 2، 3 و 5 درصد وزنی، دمای واکنش 55، 65 و 75 درجه سانتی‌گراد، زمان واکنش 5/0، 1، 5/1، 2، 5/2 و 3 ساعت و دور همزن rpm 600 در نظر گرفته شد. بهترین بازده تولید بیودیزل (99%)، پس از 2 ساعت با استفاده از 2% وزنی کاتالیست ناهمگن پتاسیم‌کربنات/آلومینا در دمای C°65 حاصل می‌شود. از سوی دیگر مقایسه نتایج حاصل با مطالعات سایر محققین نشان می‌دهد بارگذاری K2CO3 نسبت به KNO3و Ca(NO3)2، می‌تواند بازده تولید بیودیزل را در کاتالیست‌های با پایه آلومینا افزایش دهد. تحلیل آنالیز واریانس با در نظر گرفتن متغیرهای میزان کاتالیست، زمان و دمای واکنش، بیانگر آن است که تغییرات دما اثر معنادار بر بازده تولید متیل استر ندارد، لیکن اثر تغییرات زمان و میزان کاتالیست مورد استفاده بر درصد تبدیل واکنش کاملاً معنادار می باشد. https://www.jfnc.ir/article_242580.html در موتورهای رم‌جت و اسکرَم‌جت، به دلیل سرعت بسیار بالای جریان ورودی به محفظه احتراق، پایداری شعله و اختلاط مؤثر سوخت و هوا با چالش جدی روبه‌رو است. یکی از روش‌های کارآمد برای افزایش زمان ماند سوخت و ایجاد ناحیه بازچرخشی مناسب جهت افزایش بازده احتراق، استفاده از شعله‌نگه‌دارهای حفره‌ای است. باوجود کاربرد گسترده این روش، تأثیر هندسه حفره بر عملکرد احتراق در هر دو موتور رم‌جت و اسکرَم‌جت، به‌ویژه در شرایط گرم، هنوز نیازمند بررسی جامع است. هدف این پژوهش، مطالعه عددی اثر پارامترهای هندسی حفره شامل ارتفاع، طول و زاویه سطح شیب‌دار انتهایی بر بازده احتراق در دو موتور رم‌جت و اسکرَم‌جت است. برای این منظور، شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزار ANSYS Fluent و مدل آشفتگی SST k–ω به‌صورت تراکم‌پذیر، در حالت گرم و با سوخت هیدروژن انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش ارتفاع حفره در هر دو موتور موجب بهبود بازده احتراق می‌شود. کاهش طول حفره نیز می‌تواند بازده احتراق را در هر دو موتور افزایش دهد. این یافته‌ها می‌توانند مبنایی برای بهینه‌سازی هندسه شعله‌نگه‌دار در موتورهای فراصوتی آینده باشند. https://www.jfnc.ir/article_242581.html در این پژوهش برای محفظه احتراق یک پرتابه مافوق صوت یک ورودی هوا در شرایط پروازی عدد ماخ 4/3 و ارتفاع پروازی 15 کیلومتر طراحی شده است. در ابتدا یک روش طراحی برای ورودی هوای مافوق صوت به صورت سه بعدی ارائه شده است. در ادامه ورودی هوای طراحی شده به محفظه احتراق متصل شده و عملکرد آن بررسی شده است. به منظور اطمینان از صحت تحلیل‌های انجام شده، روند تحلیل با نتایج یک محفظه احتراق موجود، اعتبارسنجی شد. در ادامه هندسه یکپارچه شده شبکه‌بندی و تحلیل شد. بر اساس نتایج عملکرد ورودی هوا به مقادیر اشاره شده در نتایج محاسبه شده، نزدیک است. بیشترین مقدار خطا به میزان 25/6 درصد، مربوط به عدد ماخ مقطع اول ورودی هوا است. مقدار ضریب بازیابی فشار بدست آمده نیز در مقایسه با مقادیر محاسبه شده، 43/2 خطا دارد. عملکرد محفظه احتراق در مواجهه با هوای دریافتی از ورودی هوا مورد بررسی قرار گرفت که مقدار دمای احتراق 1298 کلوین و بازده احتراق نیز 5/83 درصد محاسبه شد. در ادامه فاصله محل پاشش سوخت و ورودی هوا کاهش یافت تا تأثیر آن بر احتراق بررسی شود که مشخص شد در نسبت فاصله 1 برابر قطر، راندمان احتراق 9/3 درصد افزایش داشته است. در این پژوهش برای محفظه احتراق یک پرتابه مافوق صوت یک ورودی هوا در شرایط پروازی عدد ماخ 4/3 و ارتفاع پروازی 15 کیلومتر طراحی شده است. در ابتدا یک روش طراحی برای ورودی هوای مافوق صوت به صورت سه بعدی ارائه شده است. در ادامه ورودی هوای طراحی شده به محفظه احتراق متصل شده و عملکرد آن بررسی شده است. به منظور اطمینان از صحت تحلیل‌های انجام شده، روند تحلیل با نتایج یک محفظه احتراق موجود، اعتبارسنجی شد. در ادامه هندسه یکپارچه شده شبکه‌بندی و تحلیل شد. بر اساس نتایج عملکرد ورودی هوا به مقادیر اشاره شده در نتایج محاسبه شده، نزدیک است. بیشترین مقدار خطا به میزان 25/6 درصد، مربوط به عدد ماخ مقطع اول ورودی هوا است. مقدار ضریب بازیابی فشار بدست آمده نیز در مقایسه با مقادیر محاسبه شده، 43/2 خطا دارد. عملکرد محفظه احتراق در مواجهه با هوای دریافتی از ورودی هوا مورد بررسی قرار گرفت که مقدار دمای احتراق 1298 کلوین و بازده احتراق نیز 5/83 درصد محاسبه شد. در ادامه فاصله محل پاشش سوخت و ورودی هوا کاهش یافت تا تأثیر آن بر احتراق بررسی شود که مشخص شد در نسبت فاصله 1 برابر قطر، راندمان احتراق 9/3 درصد افزایش داشته است. https://www.jfnc.ir/article_243197.html مشعل‌های دوپیچشی، نوعی مشعل پیشرفته هستند که برای بهبود احتراق و افزایش پایداری و کارایی شعله طراحی شده‌اند. مشعل استفاده ‌شده در این پژوهش، از دو جریان هوای پیچشی مجزا تشکیل شده ‌‌است. آزمایش‌های مختلف بر روی این مشعل، انجام شده است، سپس نتایج به‌دست‌آمده از آزمایش‌ها در حالت تعبیه محفظه روی مشعل نیز تکرار شده است تا تغییرات به وجود آمده مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد. متغیرهای اساسی شامل نسبت هم ارزی، عدد پیچش داخلی، عدد پیچش خارجی و نسبت تقسیم جریان است. آزمایش‌های انجام شده در هر دو حالت بدون محفظه و با محفظه حاکی از آن است که افزودن محفظه پایداری مشعل را در حالت کلی محدودتر کرده و در بعضی موارد باعث کشیده‌تر شدن طول شعله می‌شود. ضمناً نتایج نشان می‌دهد که افزودن محفظه در برخی نقاط موجب می‌شود که محدوده خاموشی رقیق به مقادیر نسبت‌هم‌ارزی کمتر توسعه پیدا کند. همچنین در شرایط خاصی نشان داده می‌شود که افزایش نسبت تقسیم خارجی باعث می‌شود که طول شعله کمتر شود و عرض شعله افزایش می‌یابد و هم‌زمان این دو اثر در مساحت شعله نیز دیده‌ شده است. ضمنا در نقاطی که برای هر دو حالت بامحفظه و بدون محفظه انجام شد، با نسبت محصورسازی مشخص، ارتفاع بلندشدگی شعله تغییری نکرد.