تحليل تجربي انتقال حرارت در مشعل متخلخل خانگي

Experimental analysis of heat transfer in a residentioal porous media burner

در تحقيق حاضر يك مشعل متخلخل خانگي با سوخت گاز طبيعي جهت برآورد انتقال حرارت و سطح آلاينده‌هاي آن مورد بررسي آزمايشگاهي قرار گرفته است. مطابق استاندارد ملي، يك ظرف استاندارِ حاوي آب جهت انجام آزمون‌هاي بازده حرارتي، انتقال حرارت و آلاينده‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. محيط متخلخل مورد استفاده از جنس سيليكون كاربايد بوده و بر روي بستر آزموني كه به همين منظور طراحي و ساخته شده، نصب شده است. ظرف حاوي آب در طي يك فرايند گرمايشي و در محدوده‌ي كاري از نرخ آتش مشعل، بيشترين بازده حرارتي خود را با مقدار 29% و براي فاصله‌ي منتخب D=1.5 cm بين سطح مشعل و كف ظرف به‌دست آورده است. اين بازده، با كمترين ميزان انتشار آلاينده‌هاي NOx و CO كه به‌ترتيب 2.2ppm و 4ppm است، نيز همراه است. همچنين انتقال حرارت همرفتي كف ظرف و ديواره‌ي آن به‌ترتيب 58% و 28% به همراه تابش از سطح و تابش شعله كه به‌ترتيب 2% و 12% كلي انتقال حرارت را به خود اختصاص مي‌دهند. در آزمايش ديگر با ثابت بودن توان حرارتي مشعل، نسبت هم‌ارزي مشعل مورد بررسي قرار گرفته و بيشترين بازده حرارتي، متناظر با φ=0.998 و برابر با 23.9% به‌دست آمده است. به‌دست آوردن محدوده‌ي مناسب عملكردي مشعل متخلخل خانگي از سه جنبه‌ي نسبت هم‌ارزي، نرخ آتش (توان) و ميزان توليد آلاينده در كنار تحليل انتقال حرارت از منظر جابجايي و تشعشع سهم اصلي اين تحقيق است.

This efficiency is also associated with the lowest emissions of NOx and CO pollutants, which are 2.2ppm and 4ppm, respectively. Also, the convective heat transfer of the bottom of the dish and its wall, respectively, 58% and 28%, along with radiation from the surface and flame radiation, which account for 2% and 12% of the total heat transfer, respectively. In another experiment, with the constant heat output of the burner, the burner equivalence ratio was investigated and the highest thermal efficiency, corresponding to φ = 0.998 and equal to 23.9%, was obtained.