You are here

คุณลักษณะตัวแปรเชิงความร้อนของหัวเผาชนิดวัสดุพรุนแบบเหนี่ยวนำอากาศด้วยตัวเอง

Titleคุณลักษณะตัวแปรเชิงความร้อนของหัวเผาชนิดวัสดุพรุนแบบเหนี่ยวนำอากาศด้วยตัวเอง
Publication TypeJournal Article
Year of Publication2560
Authorsมกร ลักขณา
Secondary Authorsเอนก บุญกว้าง
Journalวารสารวิชาการปทุมวัน
Volume7
Issue18
Pagination9-25
Date Publishedเมษายน 2560
Type of Articleบทความวิจัย
ISSN2229-1636
Keywordsheat recirculation, jet diffusion flame, porous medium, Self-aspirating, สดุพรุน, หมุนเวียนความร้อน, เปลวไฟแบบแพร่ชนิดเจ็ต, เหนี่ยวนำอากาศด้วยตัวเอง
Abstract

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือ การศึกษาถึงคุณลักษณะตัวแปรเชิงความร้อนของหัวเผาชนิดวัสดุพรุนแบบเหนี่ยวนำอากาศด้วยตัวเองที่ส่งผลต่อโครงสร้างทางความร้อนและสมรรถนะของหัวเผาด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบ 1 มิติ ทั้งการเผาไหม้ภายในวัสดุพรุน(submerged flame) และการเผาไหม้ส่วนที่สองแบบแพร่ชนิดเจ็ต (jet diffusion flame) การพิจารณาปฏิกิริยาการเผาไหม้แบบ single-step arrhenius rate equation และแก๊ส LPG ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการศึกษาเพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาหัวเผาชนิดวัสดุพรุน ตัวแปรที่ศึกษาคือความร้อนที่ป้อนหัวเผา (firing rate) อัตราส่วนสมมูล (equivalence ratio) ความหนาเชิงแสง (optical thickness) และความพรุน (porosity) การรายงานผลการศึกษาของหัวเผาถูกนำเสนอในรูปของอุณหภูมิของแก๊สและของแข็ง (gas and solid temperature) ของการเผาไหม้ทั้งสองส่วน สมรรถนะของหัวเผาถูกนำเสนอในรูปของประสิทธิภาพการหมุนเวียนความร้อนและการแผ่รังสีความร้อน ผลการจำลองพบว่า Equivalence ratio และ Firing rate ส่งผลกระทบต่อตำแหน่งเปลวไฟ (combustion location) อุณหภูมิทั้งสองสถานะของหัวเผา (gas and solid temperature) ความยาวของเปลวไฟส่วนที่สอง (jet flame) และสมรรถนะของหัวเผาวัสดุพรุน (burner performance) มากกว่าตัวแปรอื่นๆอย่างเป็นนัยสำคัญ และการพัฒนาหัวเผาชนิดวัสดุพรุนแบบเหนี่ยวนำอากาศด้วยตัวเองควรมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำอากาศส่วนแรกของหัวเผา อีกทั้งความยาวเปลวไฟส่วนที่สองที่สั้นลงจะช่วยเพิ่มปริมาณพลังงานรังสีความร้อนที่ถูกแผ่กลับไปยังหัวเผาชนิดวัสดุพรุน ดังนั้นการปรับปรุงรูปร่างของหัวเผาชนิดวัสดุพรุนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำอากาศส่วนที่สองก็ไม่ควรถูกละเลย
คำสำคัญ: วัสดุพรุน, เหนี่ยวนำอากาศด้วยตัวเอง, หมุนเวียนความร้อน, เปลวไฟแบบแพร่ชนิดเจ็ต

The research deals with the investigation of the thermal characteristics on which affect flame structures and thermal performance of a self-aspirating porous medium burner (SPMB). The simulation of SPMB is analyzed using one dimensional, volume-average approach and local thermal non-equilibrium model coupling with adopting the basic jet theorem (Composite Variable by Schvab-Zelovich Transformation) on cylindrical laminar jet in case of the combustion of free jet of fuel issuing into quiescent air. The rate of fuel consumption is described by single-step arrhenius rate equation and liquefied petroleum gas (LPG) is served as fuel. The predicted results are used for further improvement of SPMB. Thermal characteristics that are investigated are firing rate, equivalence ratio, optical thickness and porosity. Both gas-solid temperature profiles throughout simulation domain are reported and burner performance is presented by heat recirculation and radiant output efficiencies. Predicted results show that the effect of equivalence ratio and firing rate is significant and strong influence on combustion location, temperature structures, post flame length and burner performance. Further improvement of SPMB should be focused on: firstly, primary air entrainment, secondly, the entrainment of jet diffusion flames for the beneficial radiation feedback of jet diffusion flame.

URLhttp://paj.pit.ac.th/index.php/paj2014/article/view/145/120