مشعلهای محیط متخلخل و کاربرد آنها

وظیفه مشعل، احتراق سوختهای فسیلی مایع یا گازی و تأمین حرارت است. با توجه به کاربرد فراگیر مشعلها و تمرکز آنها در نواحی شهری و تأسیسات خانگی و صنعتی، بهینهسازی آنها به منظور بهره وری بیشتر از سوختهای فسیلی و همچنین کاهش آلودگی هوا ضروری به نظر میرسد. در نظر گرفتن خصوصیات ضعیف انتقال حرارت تشعشعی و هدایت در مخلوط گازها در مقایسه با مواد جامد، مبنای شکلگیری یک پیشنهاد جدید جهت بهینهسازی مشعلها گردید. این ایده چیزی جز بهرهگیری از تکنیک احتراق در محیط متخلخل نبود. تکنولوژی مشعل های متخلخل دارای مزایای زیادی در قیاس با مشعل های معمول نظیر کارایی حرارتی بالاتر، انتشار آلاینده های کمتر، دامنه توان بیشتر، انعطاف پذیری سوخت، هندسه فشرده دارد. این نوع از مشعل ها با ناحیه پیش گرمایش متخلخل و ناحیه احتراق متخلخل که دارای خواص ترموفیزیکی و هندسی مختلفی هستند ساخته می شوند. ساختمان محیط متخلخل در این مشعلها به دو ناحیه تقسیم میشود. ابتدا مخلوط سوخت و هوا وارد ناحیهی پیشگرمایش محیط متخلخل میشود.چون فاز جامد از دمای بیشتری نسبت به گاز برخوردار است، انرژی گرمایی از طریق انتقال حرارت جابجایی به واکنشدهندهها منتقل میشود. در ناحیه پیشگرمایش، دمای گاز به دمای مورد نیاز برای شروع واکنش رسیده و در نهایت محترق میشود. قسمتی از انرژی حاصل از واکنش به صورت آنتالپی مؤثر توسط محصولات احتراق از مشعل خارج و قسمت دیگر از طریق انتقال حرارت جابجایی موجب گرمایش ماتریس جامد در ناحیهی احتراق میشود و این سیکل ادامه پیدا میکند. در مشعلهای محیط متخلخل به دلیل بهبود دفع حرارت از ناحیهی احتراق، میزان افزایش موضعی دما کاهش یافته و به تبع آن تولید ترکیبات NOx نیز تقلیل مییابد. از طرف دیگر چون محیط متخلخل فرصت کافی برای احتراق واکنشدهندهها فراهم میکند، میزان انتشار CO نیز کاهش قابل توجهی دارد.

کلیدواژه ها:

احتراق ، محیط متخلخل ، مشعل متخلخل