مقایسه اثر افزودن غلظت های مختلف نانولوله کربنی و افزایش نسبت جرمی C/H سوخت مایع بر رفتار احتراقی و تابش حرارتی شعله

حضور ذرات و اتم های کربن در احتراق سوخت های فسیلی، نقش مهمی در انتقال حرارت تابشی و رفتار احتراقی شعله ها دارد. افزایش کربن در شعله می تواند به وسیله استفاده از سوخت های سنگین تر (با نسبت جرمی C/H بزرگتر) یا به وسیله تزریق ذرات کربن به سوخت های سبکتر انجام شود. در این پژوهش اثر افزودن غلظت های مختلف نانو لوله کربنی چند دیواره با گروه عاملی هیدروکسیل (OH) در سوخت هیدرو کربنی مایع بر توزیع دما و تابش حرارتی شعله اندازه گیری شده است و نتایج با رفتار احتراقی سوخت های مایع با C/H مختلف مقایسه شده است. برای اندازه گیری تابش درخشانی (طیف مرئی) و تابش حرارتی (طول موج های تابشی مرئی و مادون قرمز) به ترتیب از یک لوکس متر و ترموپیل استفاده شده است. توزیع دما با استفاده از تصویر برداری حرارتی و غلظت ذرات دوده با توجه به طول موج تابش حاصل از احتراق آنها اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد، افزایش کربن به صورت نانوذرات، موجب افزایش سرعت واکنش ها، کاهش طول شعله، افزایش دما و افزایش تابش حرارتی و افزایش کربن به صورت سوخت سنگین تر (C/H بیشتر) موجب کندی احتراق، افزایش طول شعله، افزایش دما و افزایش تابش حرارتی می گردد. استفاده از سوخت نانوسیال با کسر جرمی ۰.۰۱ درصد نانوذرات در سوخت پایه با C/H=۵.۴۶، موجب افزایش تابش حرارتی به میزان ۳.۴ درصد می شود. این میزان افزایش با افزایش تابش حرارتی در سوخت هیدروکربنی با C/H=۵.۵۲ برابری می کند. افزایش غلظت نانوذرات موجب افزایش سینتیک شیمیایی، افزایش دما و تابش های حرارتی و درخشانی می شود و نقطه بیشنه دما در شعله به ابتدای شعله نزدیکتر می گردد.

کلیدواژه ها:

diffusion flame ، Nanofluid fuel ، C/H mass ratio ، Thermal radiation ، Luminosity ، شعله دیفیوژن ، سوخت نانوسیال ، نسبت جرمی C/H ، تابش حرارتی ، تابش درخشانی