شبیه سازی عددی و بررسی آزمایشگاهی مشعل پیش مخلوط استوانه ای و سیستم مخلوط کننده برای بهره برداری در دیگ چگالشی

در این مقاله، به شبیه سازی عددی و مطالعه تجربی مشعل پیش مخلوط استوانه‌ای و سیستم مخلوط کننده ‌آن پرداخته شده است. این مشعل‌ها در پکیج‌های چگالشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این تحقیق، به بررسی کارکردی مشعل و مخلوط کننده در توان 11 کیلووات پرداخته شد ه است. همچنین، از سینتیک دومرحله ای متانهوا برای شبیه سازی استفاده شده است. از خصوصیات این نوع مشعل‌ها می‌توان به طول کوتاه شعله، تشعشع بالا و آلایندگی کم اشاره کرد. تست های تجربی روی مشعل برای اندازه گیری دمای شعله و دمای سطح انجام شده است. همچنین، برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی از آن استفاده شده است. نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی با نتایج تجربی مطابقت قابل قبولی داشته و اختلاف نتایج عددی با نتایج تجربی دمای شعله در بیشترین حالت حدود 14 درصد است. نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که با افزایش نسبت هم ارزی تا نسبت استوکیومتریک بیشینه دمای شعله و میزان آلایندگی nox افزایش پیدا کرده است. همچنین، در فاصله تا 5/2 سانتی متری اطراف مشعل، تشعشع مکانیزم غالب در انتقال حرارت این مشعل‌ است. محدوده نسبت هم ارزی 75/0 تا 85/0، با توجه به محدودیت دمای مورد نیاز در مشعل و نیز تولید آلاینده، به عنوان بازه کارکردی مشعل انتخاب شد.

Numerical simulation and experimental investigation of a premixed cylindrical burner with gas mixing system using in condensing boiler

This paper focuses on a numerical simulation and experimental investigation of premixed cylindrical burner with gas mixing system. These burners are used in condensing boiler. Performance assessment of the burner and mixer at a power of 11 kW is the main purpose of this paper; also, the twostage methaneair mechanism have been employed for combustion kinetic. Moreover, Short length of flame, high radiation and low emissions are among the most important and notable characteristics of these types of burners. To measure flame and burner surface temperature experimental tests have been conducted. Moreover, simulation results have been validated by experimental findings. Obtained results are in good agreement with experimental findings. In addition, maximum 14% difference have been found between experimental and numerical results. Results indicated that by increasing the equivalence to the stoichiometric ratio, maximum flame temperature and NOx emissions has been increased. Moreover, in this type of burners radiation is the dominant heat transfer mechanism at below 2.5 cm around the burner. The equivalence ratio at the range of 0.75 to 0.85 has been selected as the operating condition of the burner according to the temperature limitation and pollutant production in burner.