LPG Kullanan Temiz Gözenekli Ortam Yüzey Yakıcısı Deneyi ve Simülasyonu

Abstract

Bu çalışmada, kompakt yüzeyde yanma temelli ön karışımlı LPG yakıcısının geliştirilmesi, karakteristiklerinin belirlenmesi ve sayısal simülasyonu verilmiştir. Ön ısıtma ve reaksiyon bölgeleri sırası ile 26 ppcm ve 8 ppcm gözenek çaplı alumina (Al2O3) köpükten imal edilmiştir. Deneyler 4 litre/dakika debideki hava ile karışım yaparak, sürekli yanmayı sağlayabilmek için gerekli olan en az miktar 0.45 litre/dakika LPG ile gerçekleştirilmiştir. Yanma odası içerisindeki sıcaklık dağılımı, alev stabilitesi, en yüksek alev sıcaklığı, NO, CO ve SO2 emisyonları ve ısıl verim ölçülmüş ve konvansiyonel LPG fırını ile kıyaslanmıştır. Konvansiyonel yakıcı ile kıyaslandığında, önerilen yakıcı % 80 yakıt tasarrufu ve % 75 NOx emisyonlarında azalma sağladığı görülmüştür. CO ve SO2 emisyonları izin verilen sınırlar içerisindedir. 0.62 kW ısıl yük için ısıl verim % 71 olarak belirlenmiştir. Bu yük için konvansiyonel yakıcı ısıl verim % 47’dir. Gözenekliliğin ve reaksiyon tabakası kalınlığının etkileri, FLUENT yazılımı kullanılarak, tek basamaklı reaksiyonun ve fazlar arasında ısıl dengenin dikkate alındığı iki boyutlu simülasyon ile incelenmiştir. Deneysel ve sayısal bulgular tatmin edici uyum içerisindedirler

Keywords

• Gözenekli ortam, Yüzey yanması, Emisyon, Isıl verim

Experiment and Simulation to Develop Clean Porous Medium Surface Combustor using LPG

Abstract

This paper presents the development, charcterization and numerical simulation of compact premixed LPG burner based on surface combustion in porous inert medium. The preheating and reaction zones are made up of Alumina (AlO) foams of pore sizes 26 ppcm and 8 ppcm, respectively. Experiments are conducted with 0.45 litres per minute (lpm) of LPG fuel, which is found to be the minimum quantity required to produce a sustainable flame when mixed with 4 lpm of air. The temperature distribution within the combustor, flame stability, maximum flame temperature, NO, CO and SO2 emissions and thermal efficiency are measured and compared with those of conventional LPG stove. It is found that the proposed burner could yield 80% saving in fuel consumption and 75% reduction in NOx emission compared to the conventional one. The CO and SO2 emissions are also within the permissible limits. The thermal efficiency is estimated to be 71% whereas for the conventional burner is 47%, for a thermal load of 0.62 kW. Effects of porosity and thickness of reaction layer are studied by means of a two dimensional simulation using FLUENT software, considering single step reaction and thermal equilibrium between phases. Experimental and numerical findings are found in satisfactory agreement

Keywords

• Porous medium, Surface combustion, Emission, Thermal efficiency