بررسی عددی و آزمایشگاهی احتراق مشعل گازسوز، جهت کاهش طول شعله و جلوگیری از آسیب به انتهای بویلر

از مشکلات موجود در استفاده از مشعل‌های صنعتی، عدم هماهنگی ابعاد شعله با محفظه احتراق است. طول و قطر شعله از پارامترهای کلیدی طراحی مشعل هستند. به طوری که لازم است، طول شعله حداکثر برابر هشتاد درصد طول محفظه احتراق باشد. نزدیک بودن سر شعله به انتهای محفظه احتراق موجب افزایش درجه حرارت انتهای بویلر، آسیب رسیدن و کاهش عمر مفید آن می‌گردد. در این مقاله سعی برآن است که با تنظیم ابعاد شعله مشعل، طول محفظه احتراق یک بویلر بخار که توان ورودی 12 مگاوات دارد، کاهش یابد، به نحوی که برای جانمایی بویلر در کاربرد مورد نظر مناسب گردد. قابل ذکر است بویلری با این ظرفیت مطابق استاندارد ملی 7595، دارای حداقل طول 6/7 متر و حداقل قطر 2/1 متر است. در برخی از کاربردها نیاز است تا با افزایش قطر و کاهش طول بویلر همزمان با ثابت نگه داشتن ظرفیت، جانمایی بویلر، متناسب با ابعاد موتورخانه تنظیم گردد. بنابراین جهت ایجاد شعله‌ی مناسب، لازم است با تعبیه پره‌های چرخاننده جریان و نیز تغییر در زاویه خروج گاز از نازل‌های سوخت در مشعل، قطر شعله افزایش و طول آن کاهش داده شود، به گونه‌ای که ظرفیت بویلر ثابت مانده و میزان آلایندگی‌ها در کلاس مجاز بیان شده در استاندارد ملی 7595، قرار گیرند. بررسی طول شعله در بررسی‌های تجربی و عددی، نشان دهنده آن است که با جایگزین کردن چرخاننده هوا به جای استفاده از دیفیوزر، که موجب افزایش سرعت‌های شعاعی و مماسی مخلوط هوا و سوخت خواهد شد، می‌توان شعله‌ای با طول کوتاه‌تر و قطر بیشتر ایجاد نمود.