بررسي نقشه عملكردي مشعل شعله سطحي با استفاده از نورتابي شيميايي و تحليل تصاوير

Investigation of The Surface Flame Burner Functional Diagram Using Chemiluminescence and Image Analysis

در پژوهش حاضر، مشعل استوانه‌اي شعله سطحي كاملاً پيش‌آميخته، در شش توان 11/74كيلو‌وات تا 17/14 كيلو‌وات و نسبت هم‌ارزي 0/4 تا 1/6(محدوده رقيق و غني) مورد مطالعه آزمايشگاهي قرار گرفته است. نتايج شامل دو بخش طيف‌سنجي و تحليل تصاوير شعله است. در بخش سنجش نورتابي شيميايي، نسبت هم‌ارزي متناظر با بيشينه‌ي حرارت آزاد شده از مشعل استوانه‌اي سوراخ‌دار، در نسبت هم‌ارزي 8 /0بدست آمده است. نسبت هم‌ارزي مشعل، با استفاده از منحني برازش شده هيدروكسيل بر توان مشعل و تغييرات نسبت شدت*OH*‎/ CH، بصورت مستقل از توان مشعل تخمين زده شده است. در بخش تحليل تصاوير، رنگ شعله از نسبت هم‌ارزي 0/44 تا 1/6 از ناحيه حد پايين به حد بالا در چهار ناحيه فيروزه‌اي، زرد و قرمز، آبي پايدار، برخاستگي و در نهايت خاموشي شعله در شش توان مشعل بررسي شده است. ناحيه عملكرد مناسب مشعل، داراي شعله به رنگ آبي بدون برخاستگي و برگشت شعله در يك محدوده‌ي مشخص بر حسب توان ورودي ارائه شده است. نقشه عملكرد، به ازاي هر توان ورودي، نسبت هم‌ارزي مناسب عملكرد مشعل شعله سطحي را نشان مي‌دهد.

In this study, a fully premixed cylindrical surface flame burner is investigated in laboratory research. The burner was analyzed in heating capacities 11.74-17.14 kW and its equivalence ratio 0.4-1.6. The results are including two sections of spectroscopy and flame image analysis. In the chemiluminescence section, the maximum heat release from the perforated cylindrical burner is obtained by examining the intensity of hydroxyl radiation in the equivalence ratio of 0.8. In the second part of chemiluminescence, the equivalence ratio is estimated by using the intensity ratio and curve fitting from natural flame radiation. The color and state of the flame changed from the equivalence ratio of 1.6 to 0.44, respectively, from green to yellow and red flame, blue and lift-off flame, and eventually blow-off. The satisfactory operation that is stable blue flame without lift-off and flashback is observed in the range of 0.7-0.85. This process was performed for six thermal capacities, and its results were collected in a chart called the functional burner diagram. A satisfactory operation can be selected by a functional diagram in different burner powers.