You are here

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการเผาไหม้ที่สภาวะสมดุลเคมีเพื่อทำนายก๊าซไอเสีย 10 ชนิด

Titleแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการเผาไหม้ที่สภาวะสมดุลเคมีเพื่อทำนายก๊าซไอเสีย 10 ชนิด
Publication TypeJournal Article
Year of Publication2558
Authorsเอนก บุญกว้าง
Secondary Authorsมกร ลักขณา
Journalวารสารวิชาการปทุมวัน
Volume5
Issue13
Pagination31-43
Date Publishedสิงหาคม 2558
Type of Articleบทความวิจัย
ISSN2229-1636
Keywordsสตอยคิโอเมตริก, อัตราส่วนสมมูล, แพรคติคอล เคมีคอล อีควิลิเบรี่ยม
Abstract

บทความนี้พิจารณาการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์การเผาไหม้ที่สภาวะสมดุลเคมีเพื่อทำนายก๊าซไอเสียจำนวน10 ชนิด ได้แก่ ก๊าชคาร์บอนไดออกไซค์ (CO2) น้ำ (H2O) ก๊าชไนโตรเจน (N2) ก๊าชออกซิเจน (O2) ก๊าชคาร์บอนมอนอกไซค์ (CO) ก๊าชไฮโดรเจน (H2) ก๊าชไฮโดรเจน (H) ก๊าชออกซิเจน (O) ก๊าชไฮดรอกซี่ (OH) และก๊าชไนตริกออกไซค์ (NO) โดยการประยุกต์แบบจำลองคณิตศาสตร์จาก Ferguson model และอาศัยวิธีสมดุลเคมีของ Olikala-Borman โดยการป้อน ความดัน อุณหภูมิ และองค์ประกอบของเชื้อเพลิงเข้าสู่โปรแกรมเพื่อคำนวณสัดส่วนโมลก๊าซไอเสียจากการเผาไหม้ ผลการศึกษาโดยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ Practical Chemical Equilibrium (PCE) ที่สภาวะความดัน 1 bar ถูกเปรียบเทียบกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ HPFLAME Software (adi-turn) พบว่าปริมาณไอเสียทั้ง 10 ชนิด มีแนวโน้มเป็นไปในทิศทางเดียวกัน ค่าความความผิดผลาดโดยเฉลี่ยตลอดช่วงการจำลองเท่ากับ 3.65% ผลการศึกษาก๊าซไอเสียที่เป็นสาเหตุของมลพิษทางอากาศซึ่งได้แก่ ก๊าชคาร์บอนไดออกไซค์ (CO2) ก๊าชคาร์บอนมอนอกไซค์ (CO) และก๊าชไนตริกออกไซค์ (NO) สภาวะการเผาไหม้ที่ ความดัน 1 บรรยากาศ อัตราส่วนสมมูล ( ) เท่ากับ 1 พบว่าปริมาณองค์ประกอบของก๊าซไอเสียจะขึ้นกับอุณหภูมิมากกว่าความดัน โดยที่เชื้อเพลิง LPG จะมีค่ามากกว่าปริมาณก๊าซไอเสียจากเชื้อเพลิง Methane เนื่องจากว่าที่ 1 โมลของเชื้อเพลิงสำหรับ LPG จะต้องใช้ปริมาณอากาศมากกว่า Methane เพื่อให้เกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ภายใต้สภาวะสตอยคิโอเมตริก

This paper deals with a combustion modeling of practical chemical equilibrium for estimating 10 species of combustion products, i.e. carbon dioxide (CO2), water (H2O), nitrogen (N2), oxygen (O2), carbon monoxide (CO), hydrogen (H2), hydrogen (H), oxygen (O), hydroxy (OH) and nitric oxide (NO). Ferguson modeling is adopted and the curve fitting of the chemical equilibrium performed by Olikala-Borman is also conducted by entering the values of pressure, flame temperature and atomic contents of fuel. Predicted results of Practical Chemical Equilibrium (PCE) at 1 bar of combustion pressure are validated HPFLAME Software (adi-turn). The tendency of mole fraction of product species is agreeable and absolute error for all simulation ranges is 3.65%. The amount of exhaust gas, namely CO2, CO and NO resulting in air pollution was investigated. The pressure and equivalence ratio are set at 1 bar and unity (stoichiometric), respectively. The results show that the species’ mole fraction strongly depends on more temperature than pressure of combustion. For comparing mole fraction of two fuel combustion, LPG is always higher quantitative than methane because LPG needs more air than methane for complete combustion.

URLhttp://paj.pit.ac.th/index.php/paj2014/article/view/101/93