مطالعه پاشش سوخت امولسيوني مازوت - آب

كارشناسي ارشد

سوخت‌هاي مايع سنگين از سوخت‌هاي فسيلي پركاربرد هستند لذا محققان به دنبال افزايش بازده احتراق و كاهش آلايندگي ناشي از سوزاندن اين سوخت‌ها هستند. يكي از راه‌هاي مواجهه با اين دو مشكل اساسي جايگزين كردن سوخت‌هاي مايع سنگين با سوخت‌هاي امولسيوني آبي است. پديده‌ي ميكرو انفجار در فرآيند احتراق اين نوع سوخت‌ها منجر به افزايش قابل توجه كيفيت اسپري و متعاقبا افزايش بازده احتراق و كاهش سوخت مصرفي مي‌شود و تا حد زيادي انتشار آلاينده هايي نظير نيتروژن اكسيد و ذرات معلق را كاهش مي‌دهد. در اين پژوهش، سوخت هاي امولسيوني مازوت-آب شامل 5، 10، و 15 درصد حجمي آب، بدون استفاده از مواد پايداركننده و با استفاده از امواج فراصوت توليد شده است. پس از توليد سوخت، پايداري سوخت و توزيع قطرات فاز پراكنده‌ي آب در فاز پيوسته‌ي مازوت بررسي شده است. همچنين، برخي خواص شيمي فيزيكي سوخت مانند گرانروي، چگالي، ارزش حرارتي، و مقدار آب موجود در ساختار سوخت اندازه گيري شده است. علاوه بر اين، ساختار ميكروسكوپي مازوت و سوخت‌هاي امولسيوني با بزرگنمايي 500 و 1000 برابر با هم مقايسه شده است. در نهايت، اسپري خروجي از انژكتور فشاري-پيچشي مخصوص سوخت‌هاي نفتي سنگين و پديده‌ي ميكرو انفجار براي سوخت هاي امولسيوني در فشارهاي 10، 15، 20، و 25 بار و دماهاي 60، 70، 80، 90، 100، و 110 درجه‌ي سلسيوس به روش تصويربرداري سريع ثبت شده است. سپس طول جدايش در هر دما و فشار براي سوخت هاي مختلف با استفاده از پردازش تصوير به كمك نرم افزار Matlab R2015a تعيين شده است. نتايج نشان داد كه قطر قطرات فاز پراكنده‌ي آب در فاز پيوسته‌ي مازوت در سوخت امولسيوني مازوت-آب 5% نسبت به سوخت‌هاي امولسيوني 10% و 15% كوچكتر است و توزيع يكنواخت‌تري دارد كه منجر به پايداري بهتر سوخت امولسيوني مازوت-آب 5% مي‌شود. همچنين مشخص شد كه در اكثر نقاط كاري سيستم احتراقي، بهترين كيفيت اتميزاسيون و كوتاه‌ترين طول جدايش به ترتيب مربوط به سوخت امولسيوني مازوت-آب 5%، سوخت امولسيوني مازوت-آب 10%، سوخت امولسيوني مازوت-آب 15%، و سوخت مازوت مي باشد. علاوه بر اين، مشخص شد كه اختلاف در طول جدايش در دماهاي پايين نقاط كاري زياد است و با افزايش دما، اين اختلاف كاهش مي‌يابد.

194765

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حجت قاسمي

طراحي فرايند

دكتر محمدامين ثباتي