คุณลักษณะตัวแปรเชิงความร้อนของหัวเผาชนิดวัสดุพรุนแบบเหนี่ยวนำอากาศด้วยตัวเอง

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือ การศึกษาถึงคุณลักษณะตัวแปรเชิงความร้อนของหัวเผาชนิดวัสดุพรุนแบบเหนี่ยวนำอากาศด้วยตัวเองที่ส่งผลต่อโครงสร้างทางความร้อนและสมรรถนะของหัวเผาด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบ 1 มิติ ทั้งการเผาไหม้ภายในวัสดุพรุน(submerged flame) และการเผาไหม้ส่วนที่สองแบบแพร่ชนิดเจ็ต (jet diffusion flame) การพิจารณาปฏิกิริยาการเผาไหม้แบบ single-step arrhenius rate equation และแก๊ส LPG ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการศึกษาเพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาหัวเผาชนิดวัสดุพรุน ตัวแปรที่ศึกษาคือความร้อนที่ป้อนหัวเผา (firing rate) อัตราส่วนสมมูล (equivalence ratio) ความหนาเชิงแสง (optical thickness) และความพรุน (porosity) การรายงานผลการศึกษาของหัวเผาถูกนำเสนอในรูปของอุณหภูมิของแก๊สและของแข็ง (gas and solid temperature) ของการเผาไหม้ทั้งสองส่วน สมรรถนะของหัวเผาถูกนำเสนอในรูปของประสิทธิภาพการหมุนเวียนความร้อนและการแผ่รังสีความร้อน ผลการจำลองพบว่า Equivalence ratio และ Firing rate ส่งผลกระทบต่อตำแหน่งเปลวไฟ (combustion location) อุณหภูมิทั้งสองสถานะของหัวเผา (gas and solid temperature) ความยาวของเปลวไฟส่วนที่สอง (jet flame) และสมรรถนะของหัวเผาวัสดุพรุน (burner performance) มากกว่าตัวแปรอื่นๆอย่างเป็นนัยสำคัญ และการพัฒนาหัวเผาชนิดวัสดุพรุนแบบเหนี่ยวนำอากาศด้วยตัวเองควรมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำอากาศส่วนแรกของหัวเผา อีกทั้งความยาวเปลวไฟส่วนที่สองที่สั้นลงจะช่วยเพิ่มปริมาณพลังงานรังสีความร้อนที่ถูกแผ่กลับไปยังหัวเผาชนิดวัสดุพรุน ดังนั้นการปรับปรุงรูปร่างของหัวเผาชนิดวัสดุพรุนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำอากาศส่วนที่สองก็ไม่ควรถูกละเลย