مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه آزمایشگاهی اثر تزریق پودر زغال سنگ آنتراسیت بر ساختار شعله، انتقال حرارت تابشی، توزیع دما و راندمان حرارتی شعله دیفیوژن گاز طبیعی

نویسندگان
1 استاد گروه مهندسی مکانیک دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
2 دانشجوی مقطع دکتری رشته مهندسی مکانیک دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
استفاده از گاز طبیعی به عنوان سوختی پاک دارای رشد روز افزون است. در بسیاری از سیستم‌های احتراق صنعتی نظیر کوره‌های صنعتی و بویلرها، سهم بزرگی از انتقال حرارت از طریق تابش انجام می‌شود و استفاده از سوخت گاز طبیعی باعث کاهش انتقال حرارت تابشی در این تجهیزات صنعتی شده و تولید‌کنندگان صنعتی را با مشکلات زیادی روبرو کرده است. افزودن ذرات جامد واکنش دهنده به درون شعله، یکی از روش‌های مورد توجه محققین برای افزایش انتقال حرارت تابشی شعله‌های غیر درخشان نظیر هیدروژن و گاز طبیعی است. در تحقیق حاضر اثر تزریق ذرات پودر زغال سنگ آنتراسیت به شعله‌ دیفیوژن یک مشعل گاز طبیعی‌سوز بر روی ساختار شعله، انتقال حرارت تابشی، توزیع دما و راندمان حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که تزریق ذرات پودر زغال سنگ آنتراسیت به داخل شعله گاز طبیعی با افزایش ذرات جامد دوده در ساختار شعله، ضمن افزایش سطح واکنشی شعله و بهبود درخشندگی آن، با افزایش ضریب صدور تابش شعله، انتقال حرارت تابشی و راندمان حرارتی آن را به ترتیب %43 و %21 افزایش می‌دهد. این در حالی است که تغییر دمای شعله بسیار ناچیز و حداکثر 47 درجه سانتیگراد است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental study on the effect of coal particles injection on flame structure, radiation heat transfer, temperature distribution and thermal efficiency in natural gas diffusion flames

نویسندگان English

Mohammad Moghiman 1
Seyed Hadi Poorhoseini 2
1 ferdowsi university of mashhad department of mechanical engineering
2 Ferdowsi university of mashhad, department of mechanical engineering
چکیده English

Using natural gas as a clean fuel is raising. In many industrial combustion systems, like industrial furnace and boilers, a large portion of heat transfer is done by radiation and using natural gas in these industrial systems leads to decrease in radiation heat transfer that faces the Manufacturers with many problems. The addition of solid reactant particles into the flame is one of the attractive methods that are considered by many researchers to increase the radiation heat transfer in non-luminous flame such as hydrogen and natural gas flame. In this study, the effect of coal particles injection into the natural gas diffusion flame on flame structure, radiation heat transfer, temperature profile, and thermal efficiency has been considered. The results show that the injection of coal particles into the natural gas by increasing the solid soot particles in the flame structure, increases the reaction surface and flame luminosity and with increasing the radiation emissivity coefficient, increases the radiation heat transfer and thermal efficiency 43% and 21% respectively. Whereas change in flame temperature is very low and is 47˚C in its extreme limit.

کلیدواژه‌ها English

Natural gas
injection
Coal particles
Radiation heat transfer