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_250532.html مخلوط‌های مختلف LNG عمدتاً شامل متان و مقادیری از سایر آلکان‌ها هستند، که با وجود تشابهات، پدیده‌های احتراقی متفاوتی را بروز می دهند. در این مطالعه تأثیر ترکیب LNG بر زمان تأخیر اشتعال و احتمال بروز کوبش بررسی شده است. بدین منظور، یک مدل سینتیکی با ابعاد C0-C4 بر مبنای مدل انتشار یافته اخیر متانول توسط نویسنده و همکاران در دانشگاه صنعتی مونیخ TUM، با افزودن مدل های زیرمجموعه C2-C4 به آن توسعه یافته است. سپس 11 مخلوط استاندارد LNG در شرایط مختلف آزمایشگاهی و در نسبت های هم‌ارزی ϕ=0.4, 1.2 مورد شبیه‌سازی و مطالعه قرار گرفته اند. نتایج بدست‌آمده حاکی از همخوانی مطلوب با داده‌های آزمایشگاهی، برای شرایط دماهایی بالا و میانیT≥1000 K است. این نتایج با عملکرد دو مدل جامع دیگر نیز مقایسه شده است، که مدل توسعه یافته در این پژوهش پیش‌بینی موفق‌تری را فراهم می کند. در پایان نیز مسیر تشکیل فرآورده های احتراق، بر مبنای تحلیل نرخ تشکیل گونه‌ها ROPAD مورد بررسی قرار گرفته و دو رژیم متفاوت در بازه‌های دما بالا و دما پائین برای احتراق هریک از اجزای سوخت شناسایی شده است. در دماهای بالا، همه اجزای سوخت تحت تجزیه مستقیم به گونه‌ها و رادیکال‌های کوچک، و سپس ترکیب با اکسیژن قرار دارند. در دماهای پائین، در مورد متان مطابق تشکیل C2H6 از رادیکال متیل CH3 بسیار پر رنگ است، و سپس فرآیند هیدروژن زدایی مرحله‌ای (آبشاری) سازوکار موثر در ادامه مسیر احتراق است. این موضوع در مورد اجزای بزگتر سوخت نیز به جای ترکیب مستقیم با اکسیژن صدق می‌کند. https://www.jfnc.ir/article_251439.html هدف مطالعه حاضر بررسی تأثیر هندسه ورودی روی شرایط حرارتی، ساختار شعله و محدوده تشکیل شعله پایدار در احتراق آمونیاک-متان در کوره‌ای با مشعل غیرپیش‌آمیخته است. تغییرات قطر ورودی سوخت، ورودی هوا و فاصله میان ورودی هوا و سوخت به عنوان پارامترهای مرتبط با هندسه ورودیدر نظر گرفته شده‌اند. بدین منظور مطالعه عددی با استفاده از مدل آشفتگی تنش رینولدز، مدل احتراقی مفهوم اتلاف گردابه و استفاده از سینتیک شیمیایی آمونیاک-متان کاست با در نظر گرفتن مدل تشعشعی فاز گسسته انجام شده است. نتایج بررسی نشان می‌دهند که افزایش کسر جرمی آمونیاک درون سوخت منجر به کاهش بیشینه دمای شعله، تغییرات اساسی در ساختار و حجم شعله و همچنین محدوده تشکیل شعله پایدار می‌شود. در میان پارامترهای هندسی مورد بررسی، به ترتیب کاهش فاصله میان ورودی سوخت و هوا، کاهش قطر ورودی سوخت و در نهایت کاهش قطر ورودی هوا منجر به بهبود ایجاد شرایط پایدار احتراقی برای مشعل و همچنین ایجاد شرایط حرارتی مشابه با احتراق متان خالص درون محفظه احتراق می‌شوند. تأثیر اصلی تغییر قطرهای ورودی بر میزان بازچرخش محصولات احتراق درون مخلوط نسوخته و جریان لایه برشی ورودی است در حالی‌که بیشترین تأثیر آمونیاک در تغییر در مسیرهای واکنشی فرآیند احتراق است. https://www.jfnc.ir/article_250470.html 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 شد. 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. https://www.jfnc.ir/article_251734.html جت‌های گازی برخوردی به‌دلیل برهم‌کنش تکانه، اختلاط گونه‌ها و صفحه برخورد، ساختاری گذرا و پیچیده دارند. در این پژوهش، تحول و اختلاط جت گذرای هلیوم خروجی از نازل تک‌سوراخ با قطر ۰٫۸ میلی‌متر، نسبت فشار ۵ و فاصله نازل تا صفحه ۲۰ میلی‌متر، با تصویربرداری شلیرن زمان‌مند و شبیه‌سازی عددی گذرا بررسی شد. برای ارزیابی کمی، عرض جت حاصل از آزمایش و شبیه‌سازی در چند موقعیت محوری مقایسه و پروفیل‌های عرضی کسر جرمی هلیوم استخراج شد. سپس بیشینه کسر جرمی، نیمه‌عرض در نصف بیشینه و نرخ مکانی تضعیف هسته تحلیل شدند. بیشینه کسر جرمی از 0/949 در فاصله ۵ میلی‌متری به 0/138 در فاصله ۱۹ میلی‌متری کاهش یافت که بیانگر افت حدود ۸۵ درصدی غلظت هسته بود. در همین بازه، نیمه‌عرض در نصف بیشینه از 0/469به 2/509 میلی‌متر افزایش یافت و توسعه بیش از پنج‌برابری پهنای ناحیه اختلاط را نشان داد. نرخ مکانی تضعیف هسته نیز از 0/139 به 0/014 بر میلی‌متر کاهش یافت؛ ازاین‌رو، رقیق‌شدن هسته غیرخطی و بیشترین شدت آن نزدیک نازل بود. تحلیل میدان سرعت، خطوط جریان و ورتیسیته، تشکیل لایه برشی و ورود هوای محیط به جت را نشان داد. پروفیل‌های سرعت و فشار نیز کاهش تکانه محوری، افزایش حرکت عرضی و بازیابی فشار مرکزی را نشان دادند که بیانگر تشکیل ناحیه رکود و بازتوزیع تکانه پیش از جریان دیواره‌ای بود. نتایج نشان داد کاهش غلظت هسته و گسترش عرضی ناحیه اختلاط با نرخ یکسانی رخ نمی‌دهند؛ ازاین‌رو، بررسی هم‌زمان شاخص‌های غلظتی، عرضی و دینامیکی، توصیف جامع‌تری از تحول جت برخوردی فراهم می‌کند.