بررسي آزمايشگاهي احتراق كم پيچش پيش آميخته و اثر تغيير پارامترهاي هندسي بر عملكرد آن

Experimental Investigation on Low Swirl Premixed Combustion and Effects of Geometrical Parameters on Its Performance

احتراق كم پيچش، روشي كم هزينه و موثر را براي ايجاد پايداري در شعله‎هاي پيش آميخته رقيق ارايه مي دهد. پيش از اين مطالعات متعددي درباره نحوه كاركرد مشعل هاي كم پيچش در شرايط مختلف فشار، سرعت مخلوط، نسبت هم ارزي و مشخصات هندسي متفاوت صورت گرفته است و عدد پيچش، به عنوان اصلي ترين پارامتر اثرگذار بر عملكرد اين مشعل ها به صورت تابعي از ابعاد هندسي مشعل معرفي شده است. فاصله پيچنده از سر مشعل (فاصله درنگ)، يكي از پارامترهاي اصلي در طراحي مشعل هاي كم پيچش است كه به طور مستقيم در كاهش نرخ پيچش اثرگذار بوده، تاثير آن بر عملكرد مشعل و عدد پيچش در مطالعات گذشته، كمتر مورد توجه قرارگرفته است. در اين تحقيق، با برپايي يك بستر آزمون اثر تغيير فاصله پيچنده از سرمشعل در نسبت‎هاي هم ارزي مختلف بر توزيع دما و رژيم شعله، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج، نشان مي دهد افزايش فاصله درنگ، موجب افزايش ميزان برخاستگي شعله و افزايش بازه عملكرد پايدار آن مي شود؛ همچنين نتايج نشان مي دهد، شكل خاص شعله برخاسته حاصل از احتراق كم پيچش كه كاسه اي و واگراست، موجب توزيع يكنواخت دما داخل محفظه احتراق شده، همزمان موجب كاهش توليد آلاينده NOx مي‎شود.

Low swirl burner provides an effective and low cost solution for stable lean premixed combustion. Several studies have been conducted on the performance of these burners in different pressures, temperatures, capacities, mixture velocities and equivalence ratios. The main design parameters of low swirl burners are the swirl number and the recess length. The objective of this paper is the investigation of recess length effects on the burner performance. A rig test has been established and utilized to study the effects of different equivalence ratios and recess lengths on the temperature distribution and flame regime of low swirl burners. Results revealed that increasing the recess length causes the increase in axial bulk velocity and hence the lifted flame would be stable in wider range of equivalence ratios. Observations also show the significant effect of the specific divergent flame regime of low swirl burners on result in uniform temperature distribution inside the combustion chamber and lower NOx production