Розробка плоскої мезомасштабної камери згоряння з подвійним вузькощiльовимстабілізатором полум'я i різним співвідношенням сторін для малопотужного генератора

Автор(и)

  • Satworo Adiwidodo Brawijaya University Jalan. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145 State Polytechnic of Malang Jl. Soekarno-Hatta, 9, Malang, Indonesia, 65141, Індонезія https://orcid.org/0000-0002-4774-6438
  • I Nyoman Gede Wardana Brawijaya University Jalan. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145, Індонезія https://orcid.org/0000-0003-3146-9517
  • Lilis Yuliati Brawijaya University Jalan. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145, Індонезія
  • Mega Nur Sasongko Brawijaya University Jalan. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145, Індонезія

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.155663

Ключові слова:

межа стійкості полум’я, температура стінок, співвідношення сторін, подвійний вузькощiльовийстабілізатор полум’я, плоска мезомасштабна камера згоряння

Анотація

Досліджено вплив співвідношення сторін прямокутної мезомасштабної камери згоряння з вузькощiльовим стабілізатором полум’я на межу стійкості полум’я, поведінку полум’я і рівномірність температури стінок камери згоряння.Камера згоряння виготовлена з міді з площею поперечного перерізу 6 мм2. Співвідношення сторін камери згоряння (AR) варіювалося в межах 1, 1,5, 2,67 і 6. ЗВГ і чистий кисень попередньо змішувалися, і експеримент проводився при обмеженій швидкості потоку. В якості окислювача обраний чистий кисень з метою детально показати діапазон стійкості полум’я в межах дуже вузької відстані загасання. Все спостережуване полум’я знаходилося всередині камери згоряння, а не зовні каналу. В даному дослідженні використовувався стабілізатор полум’я нового типу, а саме подвійний вузькощiльовийстабілізатор полум’я. Стабілізатор полум’я з подвійною щілиною і свого роду погано обтічним тілом в центрі допомагає рециркулювати потік і продовжити час перебування, щоб зробити полум’я більш стабільним. Використання подвійноговузькощiльового стабілізатора полум’я успішно розширило карту стійкості до дуже низького коефіцієнту надлишку повітря (f). Однак, через дуже високу швидкость поширення полум’я була присутня мертва зона близько до стехіометричного стану. Співвідношення сторін зіграло важливу роль для круглої камери згоряння. Співвідношення сторін дало великий ефект у визначенні межі карти стійкості, який може бути досягнутий при збагаченій суміші. Камера згоряння з AR=1.5 мала найширший діапазон межі займистості, в той час як AR=6 мала найвужчі межі стійкості полум'я. Однак в останній досягнута найбільш рівномірна температура стінок, що має велике значення для високоефективного перетворення теплової енергії в електричну. Результати даного дослідження можуть бути використані при визначенні підходящої паливної суміші для мезомасштабної камери згоряння в якості джерела тепла малопотужного генератора/теплової електричної системи

Біографії авторів

Satworo Adiwidodo, Brawijaya University Jalan. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145 State Polytechnic of Malang Jl. Soekarno-Hatta, 9, Malang, Indonesia, 65141

Doctoral student

Department of Mechanical Engineering

Lecturer

Department of Mechanical Engineering

I Nyoman Gede Wardana, Brawijaya University Jalan. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

PhD, Professor

Department of Mechanical Engineering

Lilis Yuliati, Brawijaya University Jalan. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Doctor of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Mega Nur Sasongko, Brawijaya University Jalan. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Doctor of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Chou, S. K., Yang, W. M., Chua, K. J., Li, J., Zhang, K. L. (2011). Development of micro power generators – A review. Applied Energy, 88 (1), 1–16. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.07.010
  2. Ju, Y., Maruta, K. (2011). Microscale combustion: Technology development and fundamental research. Progress in Energy and Combustion Science, 37(6), 669–715. doi: https://doi.org/10.1016/j.pecs.2011.03.001
  3. Li, J., Chou, S. K., Li, Z. W., Yang, W. M. (2009). A potential heat source for the micro-thermophotovoltaic (TPV) system. Chemical Engineering Science, 64 (14), 3282–3289. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2009.04.005
  4. Akram, M., Minaev, S., Kumar, S. (2013). Investigations on the Formation of Planar Flames in Mesoscale Divergent Channels and Prediction of Burning Velocity at High Temperatures. Combustion Science and Technology, 185 (4), 645–660. doi: https://doi.org/10.1080/00102202.2012.739224
  5. Zhou, J., Wang, Y., Yang, W., Liu, J., Wang, Z., Cen, K. (2009). Improvement of micro-combustion stability through electrical heating. Applied Thermal Engineering, 29 (11-12), 2373–2378. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.12.005
  6. Zhong, B.-J., Wang, J.-H. (2010). Experimental study on premixed CH4/air mixture combustion in micro Swiss-roll combustors. Combustion and Flame, 157 (12), 2222–2229. doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2010.07.014
  7. Li, J., Chou, S. K., Li, Z. W., Yang, W. M. (2010). Experimental investigation of porous media combustion in a planar micro-combustor. Fuel, 89 (3), 708–715. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2009.06.026
  8. Li, J., Huang, J., Chen, X., Yan, M., Zhao, D., Wei, Z., Wang, N. (2017). Experimental Study on Flame Stability and Thermal Performance of an n-Heptane-Fueled Microscale Combustor. Combustion Science and Technology, 189 (7), 1198–1215. doi: https://doi.org/10.1080/00102202.2017.1279154
  9. Wang, W.-C., Hung, C.-I., Chao, Y.-C. (2013). Numerical and Experimental Studies of Mixing Enhancement and Flame Stabilization in a Meso-Scale TPV Combustor With a Porous-Medium Injector and a Heat-Regeneration Reverse Tube. Heat Transfer Engineering, 35 (4), 336–357. doi: https://doi.org/10.1080/01457632.2013.810968
  10. Yuliati, L., Seo, T., Mikami, M. (2012). Liquid-fuel combustion in a narrow tube using an electrospray technique. Combustion and Flame, 159 (1), 462–464. doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2011.06.010
  11. Mikami, M., Maeda, Y., Matsui, K., Seo, T., Yuliati, L. (2013). Combustion of gaseous and liquid fuels in meso-scale tubes with wire mesh. Proceedings of the Combustion Institute, 34 (2), 3387–3394. doi: https://doi.org/10.1016/j.proci.2012.05.064
  12. Baigmohammadi, M., Tabejamaat, S., Farsiani, Y. (2015). Experimental study of the effects of geometrical parameters, Reynolds number, and equivalence ratio on methane–oxygen premixed flame dynamics in non-adiabatic cylinderical meso-scale reactors with the backward facing step. Chemical Engineering Science, 132, 215–233. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2015.04.008
  13. Faramarzpour, H., Mazaheri, K., Alipoor, A. (2018). Effect of backward facing step on radiation efficiency in a micro combustor. International Journal of Thermal Sciences, 132, 129–136. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2018.06.002
  14. Wan, J., Fan, A., Liu, Y., Yao, H., Liu, W., Gou, X., Zhao, D. (2015). Experimental investigation and numerical analysis on flame stabilization of CH 4 /air mixture in a mesoscale channel with wall cavities. Combustion and Flame, 162 (4), 1035–1045. doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2014.09.024
  15. Evans, C. J., Kyritsis, D. C. (2011). Experimental Investigation of the Effects of Flame Phenomenology on the Wall Temperature Distribution of Mesoscale Nonadiabatic Ducts. Combustion Science and Technology, 183 (9), 847–867. doi: https://doi.org/10.1080/00102202.2011.567199
  16. Adiwidodo, S., Wardana, I. N. G., Yuliati, L., Sasongko, M. N. (2016). Flame Stability Measurement on Rectangular Slot Meso-Scale Combustor. Applied Mechanics and Materials, 836, 271–276. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.836.271
  17. Taamallah, S., LaBry, Z. A., Shanbhogue, S. J., Ghoniem, A. F. (2015). Thermo-acoustic instabilities in lean premixed swirl-stabilized combustion and their link to acoustically coupled and decoupled flame macrostructures. Proceedings of the Combustion Institute, 35 (3), 3273–3282. doi: https://doi.org/10.1016/j.proci.2014.07.002

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-02-04

Як цитувати

Adiwidodo, S., Wardana, I. N. G., Yuliati, L., & Sasongko, M. N. (2019). Розробка плоскої мезомасштабної камери згоряння з подвійним вузькощiльовимстабілізатором полум’я i різним співвідношенням сторін для малопотужного генератора. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(8 (97), 14–23. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.155663

Номер

Том 1 № 8 (97) (2019): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Satworo Adiwidodo, I Nyoman Gede Wardana, Lilis Yuliati, Mega Nur Sasongko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.