مطالعه تجربی اثر به‌کارگیری مشعل‌های متخلخل در بهبود عملکرد یک آبگرمکن مخزنی

در مطالعه حاضر، اثرهای به کارگیری مشعل های متخلخل نسبت به مشعل معمولی بر عملکرد مبدل حرارتی گرمکن آب به صورت تجربی بررسی شده است. مشعل مورد استفاده در این آزمایش ها از نوع پیش آمیخته جزئی با سوخت گاز طبیعی است. این آزمایش برای 4 نوع مختلف از محیط های متخلخل و یک مشعل معمولی انجام شده است. نتایج مربوط به دمای بیشینه آب آبگرمکن، دمای دودکش، دمای شعله، میزان آلاینده ها و راندمان احتراقی هریک از مشعل ها در دبی های متفاوت سوخت گزارش شده است. با توجه به آزمایش های انجام شده، مشاهده می شود که استفاده از مشعل با جامد فلزی متخلخل 10 سانتی متری باعث کاهش زمان رسیدن آب از دمای 30 به دمای 60 درجه سلسیوس شده است. همچنین نشان داده شده است که مشعل معمولی دارای کمترین دمای شعله و بیشترین دمای دودکش است. از طرفی، مشعل با جامدهای متخلخل 5 و 10 سانتیمتری به ترتیب دارای بیشترین دمای شعله و کمترین دمای دودکش می باشند. همچنین مالحظه شد که مشعل با جامد متخلخل 5 سانتیمتری بیشترین مقدار دی اکسید کربن و مشعل عادی کمترین مقدار آن را تولید می کند. راندمان احتراق مشعل آبگرمکن نیز در صورت استفاده از مشعل با جامد متخلخل 10 سانتی متری، حدود 15درصد افزایش می یابد. به طور کلی می توان نتیجه گرفت که با توجه به زمان گرم شدن آب، راندمان احتراق و آلاینده ناکس تولیدی، استفاده از جامد متخلخل 10 سانتی متری مناسب ترین محیط متخلخل در آبگرمکن های مخزنی است.

Experimental Analysis of a Gas-Tank Water Heater with Porous Burner

In this study, the effects of the porous burners and the conventional burner on the performance of gastank water heater have been investigated experimentally. In this experiment, a partially premixed burner with natural gas fuel is used. Four different types of the porous medium have been applied. In the Results, water temperature, flue temperature, flame temperature, emissions and combustion efficiency for different burners at various flow rates of fuel have been reported. Observation shows that the use of porous burner with 10 cm porous medium reduces the time that water temperature reaches 60 oC. Also observed that the conventional burner has the lowest flame temperature and the highest flue temperature in all of the tests. Moreover, it is showed that the burners with 10 and 5 cm porous medium have the highest flame temperature and the lowest flue temperature in all of the tests, respectively. The burner with 5 cm porous medium and conventional burner have the highest and lowest amount of carbon dioxide in all of the tests, respectively. Also, the combustion efficiency of gastank water heater increases about 15 percent by using the burner with 10 cm porous medium.