مطالعه تجربي سرعت سوزش آرام مخلوط دو سوخت (گازطبيعي - بنزين) با هوا در محفظه حرارتي كروي با فشار اوليه بالا

Experimental study of laminar burning velocity for dual fuel (GasolineNG)-air mixture using pressure record in a spherical combustion bomb at high primary pressure

سرعت سوزش متلاطم مخلوط سوخت و هوا به سرعت سوزش آرام آن بستگي دارد. دما، فشار، نسبت هم ارزي ( ) و نوع سوخت از فاكتورهاي اساسي سرعت سوزش آرام هستند. در كار حاضر براي روشن شدن تاثير تركيب دو سوخت بنزين و گازطبيعي در گستره ي فشار 5-20 bar روي سرعت سوزش آرام، داده هاي تجربي فشار-زمان در طول فرآيند احتراق از بمب حرارتي كروي حجم ثابت به همراه تعليقات مربوطه استخراج شده و براي محاسبه سرعت سوزش آرام از روي اين داده ها از كد ترموديناميكي چند منطقه اي بهره برده شده است. در طول دوره احتراق سرعت سوزش آرام مخلوط بنزين-هوا و گازطبيعي-هوا در نسبت هم-ارزي استوكيومتري و همچنين سرعت سوزش مخلوط هاي گازطبيعي-بنزين و هوا با درصدهاي جرمي گازطبيعي 25% ،50%، 75% و 100% و فشار و دماي اوليه ي بترتيب500kPa و 333K برآورد شد. نتايج حاصله از مخلوط بنزين-هوا در مقايسه با گازطبيعي-هوا نشان داد كه سرعت سوزش آرام گازطبيعي در رنج 5-20bar بيشتر از بنزين است. همچنين با استفاده از تركيب گازطبيعي و بنزين، مشاهده شد كه در فشارهاي كمتر از20bar سرعت سوزش تحت شرايط حاكم براي حالت هاي 25% و50% جرمي گازطبيعي كمتر از 100% گاز طبيعي است.

The turbulent burning velocity of air-fuel mixture depends on the laminar burning velocity and turbulent aspects. The main factors influencing the laminar burning velocity are the fuel type, pressure, temperature and equivalence ratio of the mixture. In the current work, a constant volume spherical bomb and its related equipment are used to capture the experimental pressure-time data during combustion. The data is defined as input to a multi-zone thermodynamic model to calculate the laminar burning velocity. The velocity is evaluated for gasoline-air and natural gas (NG)-air mixtures at stoichiometric equivalence ratio and NGgasoline-air mixtures with NG mass fraction of 25%, 50%, 75% and 100% at stoichiometric conditions with initial pressure and temperature of 500kPa and 333K, respectively. The obtained results of laminar burning velocity of gasoline-air in comparison with NG-air mixtures shows that the NG-air laminar burning velocity in the range of 5 to 20bar is higher than that of gasoline-air mixture. For dual fuel NG-gasoline it is observed that at the stoichiometric conditions and when the bomb pressure is lower than 20bar, the laminar burning velocities of 25% and 50% NG in dual case are lower than in the case of 100% NG.