فهرست مطالب

سوخت و احتراق - سال پنجم شماره 2 (پیاپی 10، پاییز و زمستان 1391)

نشریه سوخت و احتراق
سال پنجم شماره 2 (پیاپی 10، پاییز و زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1392/02/25
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بررسی عددی تاثیر نسبت انسداد و هندسه موانع بر شتاب گیری شعله و فشار حاصل از انفجار گازی
    سبحان امامی کوپایی، کیومرث مظاهری صفحه 1
    هدف از مقاله حاضر بررسی حضور موانع صلب، با نسبت انسداد و هندسه های مختلف، بر روی شتاب گیری شعله و فشار حاصل از انتشار شعله پیش آمیخته با استفاده از شبیه سازی گردابه های بزرگ است. در این تحقیق، نرخ واکنش زیرشبکه با استفاده از مدل احتراقی چین خوردگی سطح شعله ولر محاسبه شده است. در کار حاضر، سه نوع مانع با سطح مقطع دایره ای، مربعی و مثلثی با نسبت انسدادهایی در حدود 10 تا 72 درصد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاضر نشان می دهند که موانع مربعی سریع ترین شتاب گیری شعله و موانع دایره ای کندترین شتاب گیری را به همراه دارند. همچنین، سرعت فواره جریان عبوری از روی موانع و سطح آشفتگی حاصل از موانع با افزایش نسبت انسداد افزایش یافته و درنتیجه سرعت انتشار شعله افزایش می یابد. حجم مواد نسوخته به تله افتاده در پشت موانع نیز، که نقش بسزایی در فشار بیشینه حاصل از انتشار شعله دارد، برای موانع مثلثی بیشترین مقدار را دارد. بیشینه فشار با افزایش نسبت انسداد افزایش یافته و نرخ افزایش وابسته به هندسه مانع است؛ به طوری که مانع مربعی بیشترین فشار و مانع دایره ای کمترین فشار را ایجاد می کند. زمان رخداد بیشینه فشار نیز با افزایش نسبت انسداد کاهش یافته و وابسته به هندسه مانع است.
    کلیدواژگان: شعله پیش آمیخته آشفته، شتاب گیری شعله، شبیه سازی گردابه های بزرگ، فشار انفجار، موانع صلب
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تاثیر اتیل استر اسیدهای چرب موجود در سوخت بیودیزل بر عملکرد موتور دیزل
    بهمن نجفی صفحه 25
    منواسترهای اسید چرب موجود در سوخت بیودیزل (پالمیتیک، استئاریک، اولئیک، لینولئیک و لینولنیک) خواص ترموفیزیکی سوخت را تحت تاثیر قرار می دهند که آن هم مستقیما بر فرایند احتراق و عملکرد موتور تاثیر می گذارد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر هر یک از منواسترهای اسید چرب موجود در سوخت بیودیزل بر توان ترمزی موتور دیزل است. سوخت بیودیزل مورد استفاده اتیل استر اسیدهای چرب حاصل از روغن آفتاب گردان، سویا، ذرت، کلزا و روغن پسماند و مخلوط های آن ها با یکدیگر است. سوخت های بیودیزل در شرایط بار کامل و دور بیشینه توان (rpm2000) بر روی موتور دیزل MT4-244 مورد آزمون قرار گرفتند. سپس، توان ترمزی موتور به صورت مدل رگرسیون غیرخطی چندگانه برحسب تابعی از درصد منواسترهای اسید چرب مدل سازی شد. نتایج مدل سازی نشان داد که اسیدهای چرب اشباع با زنجیره هیدروکربنی کوتاه، یعنی استئارات (C16=0) و پالمیتات (C18=0) با ضرایب تاثیر 2526/4+ و 977/0+، تاثیر بیشتری بر تولید توان موتور دارند و اسیدهای چرب غیراشباع با زنجیره هیدروکربنی بلند، یعنی اولئات (C18=1)، لینولئات (C18=2) و لینولنات (C18=3) با ضرایب تاثیر 684/0+، 375/0+ و 558/0-، تاثیر کمتری بر تولید توان موتور دارند. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش مقدار اشباع نشدگی اسیدهای چرب موجود در سوخت بیودیزل تولید توان موتور کاهش می یابد، به نحوی که وجود اتیل استر لینولنات (C18=3)، که دارای سه پیوند غیراشباع کربن-کربن است، تاثیر منفی (558/0-) بر تولید توان دارد. لذا تولید سوخت بیودیزل از روغن هایی که دارای اسیدهای چرب اشباع بیشتر و اسیدهای چرب غیراشباع کمتری هستند، می تواند موجب افزایش تولید توان موتور شود.
    کلیدواژگان: بیودیزل، اتیل استر اسیدهای چرب، عملکرد وآلایندگی موتور دیزل، مدل سازی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی تاثیر بیودیزل روغن پسماند و خاک رنگبر بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل
    نوید پوروثوقی، علی محمد نیکبخت، صمد جعفرمدار، میثم طباطبایی، سید امیرحسین گلی، علی اکبر حبیب نیا، محسن پاکزاد صفحه 35
    در چند سال اخیر، محققان مطالعات زیادی در مورد بیودیزل به-عنوان سوختی تجدیدپذیر و جایگزین سوخت دیزل انجام داده اند و تاثیر آن بر روی عملکرد و آلایندگی موتورهای اشتعال تراکمی مطالعه شده است، اما تاکنون کاربرد بیودیزل، به دلیل هزینه بالاتر، در مقایسه با دیزل محدود شده است. بیودیزل از منابع بیولوژیکی (روغن های گیاهی و حیوانی) تولید می شود. به دلیل قیمت بالای روغن تازه، محققان در پی منابع ارزان قیمت و غیرخوراکی برای تولید بیودیزل اند. در این تحقیق، از روغن خاک رنگبر، که از پالایش روغن های خوراکی در کارخانه های روغن کشی حاصل می شود، بیودیزل خاک رنگبر تهیه شد. نمونه بیودیزل تهیه شده و بیودیزل حاصل از روغن پسماند در مقایسه با سوخت دیزل در موتور دیزل مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج برای شرایط عملکرد موتور در بیشینه گشتاور نشان داد که در دور پایین موتور (rpm1600) هر دو سوخت بیودیزل باعث کاهش 5/12 درصدی انتشار دوده و افزایش 4/6 درصدی آلاینده NOx نسبت به دیزل شدند. در بیشینه سرعت (rpm 2800)، بیودیزل روغن خاک رنگبر تاثیر مثبتی روی مصرف سوخت ویژه نسبت به دیزل داشته و در بار کامل مصرف سوخت ویژه کمتری نسبت به دیزل دارد. از طرف دیگر، این سوخت بازده حرارتی ترمزی را نیز بهبود داده و در بار کامل و سرعت rpm 2800 تقریبا 6/3 درصد در مقایسه با دیزل افزایش بازده نشان می دهد.
    کلیدواژگان: روغن خاک رنگبر، بیودیزل، روغن پسماند، مشخصه های عملکرد موتور، آلایندگی موتور
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • سنتز نانوکاتالیست NiMo/F-Al2O3 به روش تلقیح و اصلاح-شده با فلوئور جهت استفاده در گوگردزدایی از سوخت های هیدروکربنی
    میترا ابراهیمی نژاد، محمدحقیقی صفحه 47
    در این تحقیق، نانوکاتالیست NiMo/F-Al2O3به روش تلقیح و با غلظت-های متفاوت فلوئور برای حذف تیوفن از سوخت های هیدروکربنی سنتز شد. خواص فیزیکی- شیمیایی نانوکاتالیست های سنتزی توسط روش های آنالیز دستگاهی XRD، FESEM، BETو FTIR مورد بررسی قرار گرفت. نانوکاتالیست حاوی مقدار بهینه فلوئور (1 درصد وزنی) خواص ساختاری و سطحی مطلوب تری نسبت به نانوکاتالیست بدون فلوئور از خود نشان داد. افزایش فلوئور باعث افزایش سطح ویژه نانوکاتالیست و کاهش اندازه ذرات نانوکاتالیست شد. ارزیابی عملکرد نانوکاتالیست های سنتزی نشان-دهنده قابلیت کاهش تیوفن از سوخت های هیدروکربنی به کمتر از ppm100 است. این امر به دلیل سطح مخصوص و خواص منحصر به فرد ساختاری این نانوکاتالیست است.
    کلیدواژگان: NiMo، Al2O3، گوگردزدایی، فلوئور، خواص ساختاری
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مشخصه های پایداری و تولید آلاینده NOx شعله های کم پیچش
    محمد شهسواری، محمد فرشچی صفحه 59
    احتراق کم پیچش یکی از روش های نوین برای پایدار سازی شعله های پیش مخلوط کم سوخت است. شناخت مشخصه های پایداری و تولید NOx این نوع شعله ها و همچنین تاثیر تداخلات چند شعله کم پیچش بر پایداری و تولید NOx این شعله ها به کاربردی شدن این نوع احتراق در محفظه احتراق های مختلف کمک شایانی می کند. برای نیل به این هدف، در این مقاله، با به کارگیری مشعل های کم پیچش پره دار، مشخصه های پایداری و تولید NOx این نوع شعله ها بررسی شده و سپس سه نمونه مشعل مشابه بر روی یک حلقه محفظه احتراق در کنار هم قرار داده شده و با تغییر فاصله مشعل ها از یکدیگر پایداری و تولید NOx شعله های حاصل بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که پایداری این شعله ها وابسته به سرعت میانگین جریان مشعل، نسبت هم ارزی و نحوه دست یابی به شعله مطلوب (ایجاد شعله مطلوب از ناحیه کم سوخت و یا پرسوخت) است. تولید NOx این شعله ها با نسبت هم ارزی نسبت مستقیم دارد و مستقل از سرعت مخلوط سوخت و هوای خروجی از مشعل است. قرارگیری مشعل ها، در شرایطی که هر یک به صورت مجزا شعله پایدار تولید می کنند، با هر آرایشی در کنار هم موجب ناپایدارشدن شعله ها نمی شود و تنها تداخلات شعله ها را افزایش می دهد. این تداخلات موجب افزایش تولید NOx می شود.
    کلیدواژگان: شعله کم پیچش، مشخصه های پایداری، آلاینده NOx، تداخلات شعله های کم پیچش
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مطالعه عددی و تجربی مشعل ترکیبی متخلخل-شعله آزاد و مقایسه آن با مشعل متخلخل
    سید عبدالمهدی هاشمی، مجید نیکفر، مصطفی خسروی، الحسینی صفحه 77
    احتراق پیش آمیخته در مشعل ترکیبی متخلخل- شعله آزاد و مشعل تمام متخلخل، در یک محفظه متقارن محوری به کمک شبیه-سازی عددی مطالعه شده است. محیط متخلخل، که به شکل استوانه است، به گونه ای در امتداد محور سوراخ شده است که ترکیبی از مشعل متخلخل و شعله آزاد را به وجود می آورد. معادلات حاکم بر مسئله شامل معادلات پیوستگی، تکانه، انرژی، گونه ها و حالت با استفاده از روش عددی حجم محدود حل شده اند. در این شبیه سازی از سینتیک چندمرحله ای کاهش یافته و مدل آشفتگی Realizable k- استفاده شده است. به منظور اعتبارسنجی نتایج عددی، نمونه ای آزمایشگاهی از این مشعل ساخته شده و مورد آزمون قرار گرفته است. نتایج عددی و داده های تجربی مطابقت خوبی با هم دارند. نتایج برای هر دو نوع مشعل مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که شعله در مشعل ترکیبی بازه پایداری بزرگ تری نسبت به مشعل متخلخل دارد. همچنین نتایج نشان می دهد مشعل ترکیبی متخلخل-شعله آزاد توان حرارتی را 50 درصد افزایش و آلاینده NO را 20 درصد کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: آزمون تجربی، شبیه سازی عددی، احتراق، مشعل ترکیبی، مشعل متخلخل
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Numerical Investigation of the Effects of Blockage Ratio and Obstruction Geometry on Flame Acceleration and Overpressure of Gas Explosion
    S. Emami Koopaei, K. Mazaheri Page 1
    The aim of the present paper is to investigate the effects of obstacles with different blockage ratio and geometry on flame acceleration and overpressure of premixed flame propagation using large eddy simulation. The subgrid-scale reaction rate is represented by the Flame-wrinkling combustion model developed by Weller. For the purposes of this paper, three different obstacles with circular, triangular and square cross-sections are studied here covering blockage ratios ranging from 10% to 72%. It is found that square and circular obstacles, result the fastest and the slowest flame acceleration, respectively. Velocity of jet-like flow around the obstacles and the level of turbulence generated by obstacles are increased with increasing blockage ratio and caused an increase in flame speed. The amount of unburned mixture trapped behind the obstacles, that plays a significant role in the overpressure, is found to be the highest for triangular obstacles.The maximum overpressure increases with increasing blockage ratio, but the rate of increase depends on the obstacle geometry. The square obstacles lead to highest overpressures while the circular ones produce the lowest overpressure. The time needed to reach the maximum overpressure decreases with increasing blockage ratio and depends on the obstacle geometry.
    Keywords: Turbulent premixed flame, Flame acceleration, Large eddy simulation, Explosion overpressure, Obstacles
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effect of Fatty Acid Ethyl Esters in Biodiesel Fuel on Diesel Engine Performance
    B. Najafi Page 25
    Mono Fatty Acid Esters (MFAE) in biodiesel fuel (Palmitic, Stearic, Oleic, Linoleic and Linolenic), imposes unique properties that directly affect the combustion process and engine performance. In this study, the effects of each MFAE in biodiesel fuel on diesel engine brake power were studied. Biodiesel fuel, fatty acid ethyl esters from sunflower oil, soybean oil, corn oil, rapeseed oil, waste oil and their blemdings were used in this research. The biodiesel fuels were tested on MT4-244 diesel engine under full load and 2000 rpm. Then, engine brake power was modeled as a non-linear regression function based on percentage of mono fatty acid ethyl ester (MFAEE). Modeling results showed that the saturated fatty acids with short chain hydrocarbons Stearic (C16=0) and Palmitic (C18=0) have the greatest effect on engine power. Unsaturated fatty acids Oleic (C18=1), Linoleic (C18=2) and Linolenic(C18=3) have the least effect on engine power output. Also, Engine power is reduced by increasing the percentage of unsaturated fatty acids in biodiesel fuel. Ethyl ester of Linolenic, which has three unsaturated carbon bond, reduced engine power. Thus, The biodiesel fuel produced from saturated oils, has ability to increase engine brake power.
    Keywords: Biodiesel, Fatty Acid Ethyl Ester, Diesel Engine Performance, Emission, Modeling
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effect of Waste and Bleaching Earth oil Derived Biodiesel on Diesel Engine Performance and Emissions
    N. Porvosogi, A. M. Nikbakht, S. Jafarmadar, M. Tabatabaei, A. H. Goli, A. Habibnia, M. Pakzad Page 35
    In recent years many researchers have done studies about biodiesel as alternative fuel and renewable diesel fuel and its impact on the performance of compression ignition engines and their pollutions. The application of biodiesel has been limited due to its higher cost compared with petroleum-based diesel. Biodiesel is produced from biological sources such as vegetable oil and animal fat. Nowadays, researchers attempt to find low cost and non-edible resources for biodiesel production. In the current investigation, spent bleaching earth oil biodiesel (SBE) is obtained from spent bleaching earth oil that is Which is a by-product of corn oil refining process. The obtained biodiesel (SBE) sample and waste cooking oil biodiesel (WCO) were evaluated and compared with diesel fuel. The results for engine performance in maximum torque and engine speed of 1600 rpm, both biodiesel fuels decreased the soot emission with % 12.5 and increased the NOx with % 6.4 compared with diesel fuel. In the maximum engine speed (i.e. 2800 rpm), SBE biodiesel had positive effect on specific fuel consumption comparing to diesel and shows lower specific fuel consumption comparing to diesel at full load. On the other hand, brake thermal efficiency was approximately % 3.6 improved relative to diesel fuel.
    Keywords: Bleaching earth oil, Biodiesel, Waste cooking oil, Engine performance characteristics, Engine emissions
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Synthesize of NiMo/F-Al2O3 Nanocatalyst using Fluorine-Modified Impregnation Method for Desulfurization of Hydrocarbon Fuels
    M. Ebrahiminejad, M. Haghighi Page 47
    In this research, NiMo/F-Al2O3 nanocatalysts were synthesized using impregnation method and modified with different fluorine contents. The synthesized nanocatalysts were examined toward hydrodesulphurization of thiophene. The physicochemical properties of nanocatalysts were assessed by XRD, FESEM, BET and FTIR analyses. Structural and surface properties of nanocatalyst with optimum fluorine contents (1 wt.%) were more favorable than of fluorine-free nanocatalyst. Results show that the surface area of the samples was increased with addition of fluorine, while the catalyst particle size was reduced. Activity of nanocatalysts in the conversion of thiophene showed that the amount of sulphur in final solution was reduced down to 100 ppm. The increasing in activity could be addressed by increasing surface area and excellent structural properties of these nanocatalysts.
    Keywords: NiMo, Al2O3, Hydrodesulfurization, Fluorine, Structural properties
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Stability Characteristics and NOx Emissions of Low Swirl Flames
    M. Shahsavari, M. Farshchi Page 59
    Low swirl combustion is an innovative method for stabilizing lean premixed flames. Understanding the stability characteristics and NOx emissions of low swirl flames as well as influence of interaction of several low swirl flames on stability characteristic and NOx emissions are necessary to make low swirl burners applicable to various combustion chambers. The primary objectives of this study are to assess flame stability characteristics and NOx emissions of vane swirl burners. Since in an annular combustor several burners are mounted next to each other, the influence of flames interactions on the stability and NOx emissions of low swirl flames are examined. The data show that the stability of low swirl flames is highly dependent on the fuel-air mixture velocity at the burner exit, the mixture equivalence ratio, and the fuel-air feeding startegy to achieve the desired flame. NOx emissions of a low swirl flame are insensitive to the the fuel-air mixture velocity at the burner exit at a given equivalence ratio, but they are directly proportional to the equivalence ratio. Individual burner stablility is maintained when they are arranged in any annular formation. Although flames interactions have no influence on the overall flame stability characteristics but they increase NOx emissions.
    Keywords: Low swirl flame, Stability characteristics, NOx, Low swirl flames interactions
    Abstract View Paper Original: Persian
  • A Numerical Investigation with Experimental Test of Combined Porous-Free Flame Burner and Its Comparison with a Porous Burner
    S. A. M. Hashemi, M. Nikfar, M. Khosravialhosseini Page 77
    Premixed combustion in a Combined Porous-Free Flame Burner (CPFFB) and a porous burner (PB) is numerically studied at a cylindrical axisymmetric combustion chamber. The cylindrical porous medium is perforated in the center line that a combination of porous burner and free flame is made. Governing equations of mass, momentum, energy and species mass fraction are solved using finite volume method. In this numerical simulation, a reduced multi-step combustion mechanism and realizable k-ε turbulence model are used. To validate the numerical results, an experimental prototype of the burner was made and has been tested. The numerical results have a good agreement with the experimental data. The results are compared for both types of the burners.The results show that the flame in CPFFB is stable in a range greater than that of PB. The results show that the CPFFB has a higher thermal power about 50% and lower NO pollutant formation about 20% rather than an equivalent PB.
    Keywords: Experimental test, Numerical simulation, Combustion, Combined burner, Porous medium
    Abstract View Paper Original: Persian