بررسي عددي و آزمايشگاهي احتراق مشعل گازسوز، جهت كاهش طول شعله و جلوگيري از آسيب به انتهاي بويلر

Numerical and experimental investigation of a gaseous fuel burner, to minimize the flame length and decrease the boiler’s furnace end destructions

از مشكلات موجود در استفاده از مشعل‌هاي صنعتي، عدم هماهنگي ابعاد شعله با محفظه احتراق است. طول و قطر شعله از پارامترهاي كليدي طراحي مشعل هستند. به طوري كه لازم است، طول شعله حداكثر برابر هشتاد درصد طول محفظه احتراق باشد. نزديك بودن سر شعله به انتهاي محفظه احتراق موجب افزايش درجه حرارت انتهاي بويلر، آسيب رسيدن و كاهش عمر مفيد آن مي‌گردد. در اين مقاله سعي برآن است كه با تنظيم ابعاد شعله مشعل، طول محفظه احتراق يك بويلر بخار كه توان ورودي 12 مگاوات دارد، كاهش يابد، به نحوي كه براي جانمايي بويلر در كاربرد مورد نظر مناسب گردد. قابل ذكر است بويلري با اين ظرفيت مطابق استاندارد ملي 7595، داراي حداقل طول 6/7 متر و حداقل قطر 2/1 متر است. در برخي از كاربردها نياز است تا با افزايش قطر و كاهش طول بويلر همزمان با ثابت نگه داشتن ظرفيت، جانمايي بويلر، متناسب با ابعاد موتورخانه تنظيم گردد. بنابراين جهت ايجاد شعله‌ي مناسب، لازم است با تعبيه پره‌هاي چرخاننده جريان و نيز تغيير در زاويه خروج گاز از نازل‌هاي سوخت در مشعل، قطر شعله افزايش و طول آن كاهش داده شود، به گونه‌اي كه ظرفيت بويلر ثابت مانده و ميزان آلايندگي‌ها در كلاس مجاز بيان شده در استاندارد ملي 7595، قرار گيرند. بررسي طول شعله در بررسي‌هاي تجربي و عددي، نشان دهنده آن است كه با جايگزين كردن چرخاننده هوا به جاي استفاده از ديفيوزر، كه موجب افزايش سرعت‌هاي شعاعي و مماسي مخلوط هوا و سوخت خواهد شد، مي‌توان شعله‌اي با طول كوتاه‌تر و قطر بيشتر ايجاد نمود.