3. Experimental facilityThe combust

3. Experimental facility
The combustion chamber used is a cylindrical chamber with
diameter = 16D and height = 8D. Fuel injection diameter was D/3
and product gas exit diameter was 2D, where D represents the
diameter of air injection port. Air was injected tangentially at half
the height of chamber (4D) for all the cases investigated here. Fuel
was also injected at the same plane as that of air injection. In the
case of axial exit with extended tube, the tube was extended inside
the combustor such that the distance between the tube tip and the
other side of the combustor was 2D, see Fig. 1. Further description
of the experimental facility can be found in our previous publication
[18]. Fig. 2 shows the front and side view of the experimental
test combustor under operation.
Detailed investigation on exhaust emissions and visible emissions
were performed for all the experimental investigations reported
here. A gas analyzer was used to obtain concentrations of
NO, CO, CO2 and O2 in the hot gasses. Also flame marker location
inside the combustor was obtained by imaging OH chemiluminescence
radical species from within the combustor.
The combustor was operated using methane as the fuel. Four
test cases are reported here. In the first case methane and air were
injected at ambient temperature of 300 K and the combustor was
not pressurized. This set will be used as a baseline case. In the second
case, methane was injected at ambient temperature of 300 K,
while air was injected at a temperature of 600 K with combustor
operating at 1 atm pressure. For the third case, methane and air
were injected at 300 K, while the combustor was pressurized to
2 atm. (15 psig). The fourth case combined both the high temperature
and pressure conditions. Air injection velocity was 92 m/s for
preheated cases while inlet fuel injection velocity varied up to
97 m/s to examine mixture equivalence ratio variation in the range
of 0.5–0.8. For elevated pressure experiments, to keep constant
heat release intensity as that of atmospheric pressure case, both
air and methane mass flow rates were doubled. Table 1 summarizes
the different operational conditions investigated.
The combustor was allowed to run for about 30 min in each
configuration to reach steady state conditions before taking the
experimental data. The exhaust gas sample was collected using a
water-cooled sampling probe. The concentration of NO was measured
using a NO–NOx chemiluminescent gas analyzer; CO concentration
was measured using the non-dispersive infrared method
and O2 concentration (used to correct the NO and CO emissionsat standard 15% oxygen concentration) was measured using galvanic
cell method. The emission readings were observed to stabilize
within 5 min for any change in experimental condition (such
as, the change in equivalence ratio for the same configuration).
During a single experiment, measurements were repeated three
times for each configuration and the uncertainty was estimated
to be about ±0.5 PPM for NO and ±10% for CO emissions. The experiments
were repeated at least three times to insure consistency
and repeatability of each experiment.
For imaging the OH chemiluminescent intensity distribution,
an ICCD camera was used (Princeton Instruments, coupled to a
307 nm wavelength narrow bandwidth filter for OH). The gain
for these images was set to 100 with one accumulation per image.
For elevated pressure and elevated temperature and pressure sets,
the gain was set to 70.
At a given equivalence ratio, air mass flow rate was kept
constant while fuel mass flow rate was changed (for example,
decreased to decrease the equivalence ratio). This allowed examination
of the combustor performance under different heat load conditions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3. ทดลองสิ่งอำนวยความสะดวกห้องสันดาปที่ใช้เป็นหอทรงกระบอกด้วยเส้นผ่าศูนย์กลาง = 16D และสูง = 8D เส้นผ่าศูนย์กลางของการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงถูก D/3และผลิตภัณฑ์น้ำมันออกจากเส้นผ่าศูนย์กลาง 2D ที่ D แทนเส้นผ่าศูนย์กลางของสนามบินฉีด อากาศถูกฉีด tangentially ในครึ่งความสูงของหอการค้า (4D) สำหรับกรณีตรวจสอบที่นี่ น้ำมันเชื้อเพลิงนอกจากนี้ยังถูกฉีดที่ระนาบเดียวกับฉีดอากาศ ในกรณีส่งออกแกนกับขยายหลอด หลอดถูกขยายภายในใน combustor ดังกล่าวที่แนะนำเกี่ยวกับระยะห่างระหว่างท่อและอีกด้านหนึ่งของ combustor จะเป็น 2D ดู Fig. 1 คำอธิบายเพิ่มเติมของสถานที่ทดลองสามารถพบได้ในสิ่งพิมพ์ของเราก่อนหน้านี้[18] แสดงมุมมองด้านหน้า และด้านข้างของการทดลองใน fig. 2combustor ทดสอบภายใต้การดำเนินงานตรวจสอบรายละเอียดการปล่อยไอเสียและปล่อยเห็นดำเนินการตรวจสอบทดลองทั้งหมดที่รายงานที่นี่ วิเคราะห์แก๊สถูกใช้เพื่อให้ได้ความเข้มข้นของไม่ CO, CO2 และ O2 ใน gasses ร้อน นอกจากนี้เปลวไฟเครื่องหมายตำแหน่งภายใน combustor จะถูกรับ โดย chemiluminescence OH เกี่ยวกับภาพสายพันธุ์รุนแรงจากภายใน combustorCombustor จะถูกดำเนินการโดยมีเทนใช้เป็นเชื้อเพลิง 4ทดสอบกรณีที่รายงานที่นี่ ในกรณีแรก มีเทนและอากาศได้ฉีดที่อุณหภูมิ 300 K และ combustor จะถูกหนีไม่ ชุดนี้จะใช้เป็นกรณีพื้นฐาน ในที่สองกรณี มีเทนถูกฉีดที่อุณหภูมิ 300 K ของในขณะที่อากาศถูกฉีดที่อุณหภูมิของ 600 K กับ combustorการทำงานที่ความดัน 1 atm สำหรับกรณีที่สาม มีเทน และอากาศถูกฉีดที่ 300 K ขณะ combustor จะไม่หนี2 หลาย (15 psig) กรณีสี่รวมทั้งอุณหภูมิสูงและเงื่อนไขความดัน ความเร็วอากาศฉีดถูก m 92 s สำหรับกรณีต่ำในขณะที่ทางเข้าของเชื้อเพลิงฉีดความเร็วแตกต่างกันถึงม. 97 s เพื่อตรวจสอบส่วนผสมเทียบเท่าอัตราการเปลี่ยนแปลงในช่วงของ 0.5 – 0.8 สำหรับการทดลองแรงดันสูง ให้คงความร้อนความรุนแรงออกเป็นที่ของความดันบรรยากาศ ทั้งสองอัตราการไหลเชิงมวลอากาศและมีเทนได้สองเท่า ตารางที่ 1 สรุปตรวจสอบเงื่อนไขในการดำเนินงานแตกต่างกันCombustor ได้รับอนุญาตให้เรียกใช้ประมาณ 30 นาทีในแต่ละตั้งค่าคอนฟิกถึงท่อนเงื่อนไขก่อนรับประทานข้อมูลทดลอง ตัวอย่างก๊าซไอเสียรวบรวมโดยใช้การสุ่มตัวอย่าง water-cooled โพรบ เป็นวัดความเข้มข้นของ NOใช้ตัววิเคราะห์คำ chemiluminescent ก๊าซ NO – โรงแรมน็อกซ์ ความเข้มข้นของ COถูกวัดโดยวิธีอินฟราเรดไม่ dispersiveและความเข้มข้นของ O2 (ไม่มีการ CO emissionsat มาตรฐาน 15% ออกซิเจนความเข้มข้นและ) ถูกวัดโดยใช้บิวิธีการเซลล์ อ่านเล็ดรอดได้สังเกตไปอยู่ดีภายใน 5 นาทีสำหรับการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสภาพทดลอง (เช่นเป็น การเปลี่ยนแปลงในอัตราเทียบเท่าสำหรับการกำหนดค่าเดียวกัน)ในระหว่างการทดลองเดียว วัดมี 3 ซ้ำเวลาสำหรับแต่ละการตั้งค่าคอนฟิกและความไม่แน่นอนที่ถูกประเมินจะเกี่ยวกับ± 0.5 PPM สำหรับไม่〜% สำหรับปล่อย CO การทดลองมีซ้ำน้อยสามครั้งเพื่อประกันความสอดคล้องและทำซ้ำในแต่ละการทดลองสำหรับภาพการกระจายความเข้ม chemiluminescent OHใช้เป็นกล้อง ICCD (เครื่องปรินซ์ตัน ควบคู่ไปกับ307 nm ความยาวคลื่นแบนด์วิดท์แคบตัวกรองข้อมูลสำหรับ OH) กำไรสำหรับภาพเหล่านี้ถูกตั้ง 100 กับสะสมหนึ่งต่อภาพชุดความดัน ความดันสูง และอุณหภูมิสูงกำไรถูกตั้งค่าให้ 70ในอัตราส่วนที่กำหนดเทียบเท่า อัตราการไหลของมวลอากาศเก็บไว้ค่าคงในขณะที่มีการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลมวลของเชื้อเพลิง (เช่นลดลงเพื่อลดอัตราส่วนเทียบเท่า) นี้ได้รับอนุญาตตรวจสอบcombustor ทำงานภายใต้ความร้อนที่แตกต่างโหลดเงื่อนไข

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.
สิ่งอำนวยความสะดวกการทดลองห้องเผาไหม้ที่ใช้เป็นห้องทรงกระบอกที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง
= 16D และความสูง = 8 เส้นผ่าศูนย์กลางฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงได้ D / 3
และเส้นผ่าศูนย์กลางทางออกผลิตภัณฑ์ก๊าซเป็น 2 มิติที่แสดงให้เห็นถึง D
เส้นผ่านศูนย์กลางของพอร์ตการฉีดอากาศ เครื่องฉีดสัมผัสที่ครึ่งความสูงของห้อง (4D) สำหรับทุกกรณีการตรวจสอบที่นี่ น้ำมันเชื้อเพลิงนอกจากนี้ยังได้รับการฉีดที่ระนาบเดียวกับที่ของการฉีดอากาศ ในกรณีที่มีการออกจากแกนท่อขยายท่อยื่นภายในเตาเผาดังกล่าวว่าระยะห่างระหว่างปลายท่อและด้านอื่นๆ ของเตาเผาเป็น 2D ดูรูป 1. คำอธิบายเพิ่มเติมของสถานที่ทดลองสามารถพบได้ในการประกาศก่อนหน้านี้[18] มะเดื่อ. 2 แสดงให้เห็นถึงมุมมองด้านหน้าและด้านข้างของการทดลองเผาไหม้ภายใต้การดำเนินการทดสอบ. การตรวจสอบรายละเอียดเกี่ยวกับการปล่อยไอเสียและการปล่อยมลพิษที่มองเห็นได้ดำเนินการสำหรับทุกการตรวจสอบรายงานการทดลองที่นี่ วิเคราะห์ก๊าซถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ความเข้มข้นของNO, CO, CO2 และ O2 ในก๊าซร้อน ยังเป็นที่ตั้งเครื่องหมายเปลวไฟที่อยู่ภายในเตาเผาที่ได้รับจากการถ่ายภาพ OH? chemiluminescence สายพันธุ์ที่รุนแรงจากภายในห้องเผาไหม้ได้. เตาเผาที่ได้รับการดำเนินการโดยใช้ก๊าซมีเทนเป็นเชื้อเพลิง สี่กรณีทดสอบจะมีการรายงานที่นี่ ก๊าซมีเทนในกรณีแรกและอากาศได้รับการฉีดที่อุณหภูมิ 300 K และถูกเผาไหม้ไม่ได้มีแรงดัน ชุดนี้จะถูกนำมาใช้เป็นกรณีพื้นฐาน ในครั้งที่สองกรณีที่ถูกฉีดก๊าซมีเทนที่อุณหภูมิ 300 K, ในขณะที่อากาศที่ถูกฉีดที่อุณหภูมิ 600 K กับเตาเผาการดำเนินงานณ วันที่ 1 ความดันบรรยากาศ สำหรับกรณีที่สามมีเทนและอากาศถูกฉีดที่ 300 K ในขณะที่เตาเผาที่ถูกดันไป 2 ตู้เอทีเอ็ม (15 psig) กรณีที่สี่รวมทั้งอุณหภูมิสูงและความดัน ความเร็วลมฉีดเป็น 92 เมตร / วินาทีสำหรับกรณีอบอุ่นในขณะที่ความเร็วในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าที่แตกต่างกันได้ถึง97 เมตร / วินาทีในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนสมมูลส่วนผสมในช่วงของ0.5-0.8 สำหรับการทดสอบความดันสูงเพื่อให้คงความเข้มการปล่อยความร้อนเป็นที่ของกรณีที่ความดันบรรยากาศทั้งทางอากาศและอัตราการไหลของก๊าซมีเทนมวลถูกสองเท่า ตารางที่ 1 สรุปเงื่อนไขการดำเนินงานที่แตกต่างกันการตรวจสอบ. เตาเผาที่ได้รับอนุญาตให้ทำงานประมาณ 30 นาทีในแต่ละการตั้งค่าที่จะไปถึงสภาพความมั่นคงของรัฐก่อนที่ข้อมูลการทดลอง ตัวอย่างก๊าซไอเสียที่ถูกเก็บรวบรวมโดยใช้หัววัดการสุ่มตัวอย่างน้ำเย็น ความเข้มข้นของไม่ได้รับการวัดโดยใช้ NO-NOx วิเคราะห์ก๊าซ chemiluminescent; ความเข้มข้นของ CO วัดโดยใช้วิธีอินฟราเรดที่ไม่กระจายและความเข้มข้นของ O2 (ใช้ในการแก้ไขและไม่มี CO emissionsat มาตรฐานความเข้มข้นของออกซิเจน 15%) ได้รับการวัดโดยใช้ไฟฟ้าวิธีการมือถือ การอ่านการปล่อยถูกตั้งข้อสังเกตในการรักษาเสถียรภาพภายใน 5 นาทีสำหรับการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสภาพการทดลอง (เช่นเป็นการเปลี่ยนแปลงในอัตราส่วนสมดุลสำหรับการกำหนดค่าเหมือนกัน). ในระหว่างการทดลองเดียววัดซ้ำสามครั้งสำหรับการตั้งค่าแต่ละคนและความไม่แน่นอนเป็นที่คาดกันไปจะเกี่ยวกับ± 0.5 PPM สำหรับ NO และ± 10% สำหรับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การทดลองซ้ำอย่างน้อยสามครั้งเพื่อประกันความมั่นคงและการทำซ้ำการทดลองแต่ละ. สำหรับการถ่ายภาพโอ้? กระจายความเข้ม chemiluminescent, กล้อง ICCD ถูกนำมาใช้ (พรินซ์ตันเครื่องมือ, คู่กับ307 นาโนเมตรความยาวคลื่นกรองแบนด์วิธแคบ OH?) กำไรสำหรับภาพเหล่านี้ถูกกำหนดให้ 100 กับการสะสมต่อภาพ. สำหรับความดันสูงและอุณหภูมิสูงและชุดความดันกำไรถูกกำหนดให้ 70 ในอัตราส่วนที่สมดุลได้รับอัตราการไหลของมวลอากาศถูกเก็บไว้อย่างต่อเนื่องในขณะที่มวลเชื้อเพลิงอัตราการไหลถูกเปลี่ยน (เช่นลดลงเพื่อลดอัตราส่วนสมดุล) นี้ได้รับอนุญาตให้ตรวจสอบผลการดำเนินงานเตาเผาภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันภาระความร้อน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3 . สถานที่ทดลอง
ห้องเผาไหม้ที่ใช้เป็นห้องทรงกระบอกที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางและความสูง =
= 16d 8D เส้นผ่านศูนย์กลาง ฉีดเชื้อเพลิงเป็น D / 3
และเส้นผ่าศูนย์กลางออกจากก๊าซผลิตภัณฑ์ 2D ที่ D แทน
เส้นผ่านศูนย์กลางของการฉีดอากาศพอร์ต เครื่องฉีด tangentially ครึ่ง
ความสูงของห้อง ( 4D ) สำหรับทุกกรณี ศึกษาที่นี่ เชื้อเพลิง
ก็ฉีดที่เครื่องเดียวกับที่ฉีดอากาศ ใน กรณีของแกนออก
3 หลอด หลอดขยาย ภายในห้องเช่น
ระยะห่างระหว่างท่อและปลายอีกด้านของห้อง
เป็น 2D , เห็นรูปที่ 1
รายละเอียดของสถานที่ทดลอง สามารถพบได้ในก่อนหน้านี้ของเราสิ่งพิมพ์
[ 18 ] ภาพประกอบ2 แสดงด้านหน้าและด้านข้างมุมมองของห้องปฏิบัติการทดสอบภายใต้การทดลอง
.
รายละเอียดการสืบสวนในไอเสียและมลพิษ
มองเห็นจำนวนทั้งหมดทดลองสืบสวนรายงาน
ที่นี่เลย เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ ใช้เพื่อให้ได้ความเข้มข้นของ
ไม่ , CO , CO2 และ O2 ในก๊าซร้อน เครื่องหมายตำแหน่ง
ยังเปลวไฟภายในห้องได้โดยการถ่ายภาพโอ้  นโยบายแรงงาน
รุนแรงชนิดจากภายในห้อง .
ห้องมีการใช้ก๊าซเป็นเชื้อเพลิง 4
กรณีทดสอบจะรายงานที่นี่ ในคดีแรก มีเทนและอากาศ
ฉีดที่อุณหภูมิห้อง 300 K และห้องคือ
ไม่ได้กดดันนะคะ ชุดนี้จะใช้เป็นฐานกรณี ในกรณีที่สอง
,ก๊าซมีเทนถูกฉีดที่อุณหภูมิ 300 K ,
ในขณะที่เครื่องฉีดที่อุณหภูมิ 600 K กับเตา
ปฏิบัติการที่ 1 ตู้ กดดัน สำหรับกรณีที่สาม มีเทนและอากาศ
ฉีด 300 K ในขณะที่ห้องก็ดัน

2 ATM ( 15 ปอนด์ ) คดีที่ 4 รวมทั้งอุณหภูมิสูง
และภาวะกดดัน ความเร็วการฉีดอากาศ 92 m / s
การฉีดเชื้อเพลิงเข้าเตาอบคดีในขณะที่ความเร็วแตกต่างกันไป
3 m / s เพื่อศึกษาอัตราส่วนผสม ( การเปลี่ยนแปลงในช่วง
0.5 - 0.8 . สำหรับการทดลองที่ความดันสูง ให้ความเข้มการปล่อยความร้อนคงที่
เป็นกรณีความดันบรรยากาศ ทั้งอากาศและอัตราการไหลของมวลก๊าซมีเทน
เป็นสองเท่า ตารางที่ 1 สรุป

สภาพแตกต่างกัน งานสอบสวนห้องได้รับอนุญาตให้วิ่งประมาณ 30 นาที ในแต่ละการตั้งค่าการเข้าถึง สภาวะคงที่

ถ่ายก่อนการทดลอง ก๊าซไอเสียการเก็บตัวอย่างโดยใช้
ด้วยคนด้วย ความเข้มข้นของไม่มีวัด
ใช้ไม่มี–วิเคราะห์ความเข้มข้นของก๊าซ CO NOx chemiluminescent ;
วัดไม่ใช้วิธีรุนแรง
อินฟราเรดและ O2 เข้มข้น ( ใช้ให้ถูกต้องและไม่จำกัดมาตรฐาน 15% ความเข้มข้นออกซิเจน emissionsat ) คือการวัดโดยใช้วิธีเซลล์กัลวานิค

เพิ่มการอ่านพบว่าเสถียรภาพภายใน 5 นาที
สําหรับการเปลี่ยนแปลงใด ๆในสภาพทดลอง ( เช่น
, การเปลี่ยนแปลงค่า ( สำหรับการตั้งค่าเดียวกัน ) .
ระหว่างการทดลองวัดซ้ำ 3
) เดี่ยวครั้ง สำหรับแต่ละการตั้งค่าและความไม่แน่นอนประมาณ
เป็น ppm เกี่ยวกับ± 0.5 ไม่ และ± 10% สำหรับการปล่อย CO . การทดลอง
เป็นเวลาอย่างน้อยสามครั้งเพื่อประกันความมั่นคงและการเติบโตของแต่ละการทดลอง
.
สำหรับภาพโอ  chemiluminescent เข้มกระจาย
เป็น iccd กล้องที่ใช้ ( พรินซ์ตัน ใช้คู่กับ
307 nm ความยาวคลื่นแคบแบนด์วิดธ์กรองโอ  )
ภาพนี้ได้รับตั้ง 100 ด้วยการต่อภาพ
ความดันสูงและอุณหภูมิสูงและความดันตก
ได้รับตั้ง 70 .
ที่ให้ค่าอัตราส่วนสมมูลของเชื้อเพลิงและอากาศ อัตราการไหลของอากาศให้คงที่ ในขณะที่อัตราการไหลของเชื้อเพลิงชีวมวล

เปลี่ยน ( ตัวอย่างเช่น เริ่มลดลง ลดอัตราส่วนสมมูล )นี้อนุญาตให้สอบ
ของประสิทธิภาพเตาเผาความร้อนภายใต้ที่แตกต่างกันโหลด เงื่อนไข