بررسی اثر ناخالصی سوخت در سرعت شعله آرام مخلوط رقیق متان

نویسندگان

چکیده

 در این مقاله به مطالعه آزمایشگاهی سرعت شعله آرام و ویژگیهای احتراقی مخلوط متان و هوا در غنای (f= 0.7) و در شرایط موتوری با سوخت رقیق، در محفظه حجم ثابت پرداخته شده است. همچنین گاز پروپان با نسبت حجمی 20% و 40% حجمی به عنوان ناخالصی و گازهای نیتروژن، اکسیژن و دی اکسید کربن نیز به عنوان رقیق کننده و شبیه ساز گازهای برگشتی در موتور به مخلوط سوخت و هوا اضافه شد. شعاع لحظه‎ای شعله کروی و سرعت شعله آرام با در نظر گرفتن اثرات کشیدگی شعله با استفاده از روش عکسبرداری شیلیرین و روش لبه یابی درنرم افزار متلب، اندازه‎گیری و محاسبه شد. مدلسازی عددی سرعت شعله نیز با نرم افزار کمکین و با استفاده از مکانیزم بهبود یافته سینتیکی انجام و تطابق خوبی با نتایج اندازه گیری سرعت شعله آرام آزمایشگاهی مشاهده شد. نتایج نشان دادکه افزایش پروپان به متان رقیق شده با دود برگشتی، باعث افزایش سرعت شعله آرام و تمایل به ناپایداری بیشتر شعله می‎شود. همچنین ناپایداریهای سلولی سطح شعله با دسته بندی ناپایداری هیدرو دینامیکی و نفوذ حرارتی مورد بحث قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Inspection of Impurity effects on the methane laminar flame speed under lean and diluted conditions

نویسندگان [English]

  • M. Baloo
  • S. Y. Lee
  • I. Chitsaz
چکیده [English]

In the present work, the experimental study was performed to investigate the flame propagation and combustion characteristics of methane (CH4)-air mixture in a constant-volume combustion vessel (CV) under lean (f= 0.7) and diluted engine-like condition. In addition, propane (C3H8) in two volume fractions of 20% and 40% was added to methane as the impurity and EGR gas. Schlieren photography of propagating spherical flame using a high speed camera and   edge finding of flame pictures via a Matlab code was used to find the rate of flame instantaneous radius. The unstretched flame propagation speed and Markstein lengths were obtained via a nonlinear methodology in different chamber pressures.   Flame speed modeling was performed using an improved version of kinetics model. The result showed that adding propane to methane increases the laminar flame speed and propensity of instability. The cellular instabilities for the diluted methane/propane–air flames were interpreted and evaluated in the viewpoint of the hydrodynamic and diffusional-thermal instabilities.