مطالعه آزمايشگاهي اثر تزريق زغال سنگ آنتراسيت بر ساختار، انتقال حرارت تابشي، دما و راندمان حرارتي شعله ديفيوژن گاز طبيعي

Experimental study on the effect of coal injection on structure, radiation, temperature and thermal efficiencyof natural gas diffusion flames

استفاده از گاز طبيعي به عنوان سوختي پاك داراي رشد روز افزون است. در بسياري از سيستم‌هاي احتراق صنعتي نظير كوره هاي صنعتي و بويلرها، سهم بزرگي از انتقال حرارت از طريق تابش انجام مي شود و استفاده از سوخت گاز طبيعي باعث كاهش انتقال حرارت تابشي در اين تجهيزات صنعتي شده و توليد كنندگان صنعتي را با مشكلات زيادي روبرو كرده است. افزودن ذرات جامد واكنش دهنده به درون شعله، يكي از روش هاي مورد توجه محققان براي افزايش انتقال حرارت تابشي شعله هاي غير درخشان نظير هيدروژن و گاز طبيعي است. در تحقيق حاضر اثر تزريق ذرات پودر زغال سنگ آنتراسيتبه شعله ديفيوژن يك مشعل گاز طبيعي سوزبر روي ساختار شعله، انتقال حرارت تابشي، توزيع دما و راندمان حرارتي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه تزريق ذرات پودر زغال سنگ آنتراسيت به داخل شعله گاز طبيعي با افزايش ذرات جامد دوده در ساختار شعله، ضمن افزايش سطح واكنشي شعله و بهبود درخشندگي آن با افزايش ضريب صدور تابش شعله، انتقال حرارت تابشي و راندمان حرارتي آن را به ترتيب %43 و %21 افزايش مي دهد. اين در حالي است كه تغيير دماي شعله بسيار ناچيز و حداكثر 47 درجه سانتي‌گراد است.

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 consideredby many researchers to increasethe 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 efficiency43% and 21% respectively. Whereas change in flame temperature is very low and is 47?C in its extreme limit.