بررسی عددی و تجربی عملکرد مشعل اجاق گاز خانگی پر بازده به کمک روش سطح پاسخ

میدان جریان احتراقی در مشعل های اجاق گاز خانگی نقش اساسی در ساختار و شکل شعله، توزیع گرادیان دما و در نتیجه بازده حرارتی و میزان انتشار آلاینده ها بازی می کند. به طور مسلم، دست یابی به یک مدل عددی معتبر فهم این جریان پیچیده و عوامل موثر بر آن را آسان تر می نماید. به منظور ارائه یک شبیه سازی عددی معتبر، در ابتدا بازده حرارتی مشعل مورد نظر در بازه فشاری ۱۲ تا ۲۴ میلی بار به صورت تجربی آزموده شد. سپس اعتبار نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی در مقایسه با نتایج تجربی سنجیده شد که اعتبار خوب مدل سازی عددی حاضر را نشان داد. همچنین جهت بررسی اثر هم زمان و متقابل عوامل مختلف نظیر: فشار منبع گاز، دمای اولیه مخلوط و فاصله ظرف آزمون تا مشعل (ارتفاع بار) بر بازده حرارتی، توان مشعل، نسبت شار حرارتی تشعشعی به شار کل و میزان انتشار CO از روش طراحی آزمایش سطح پاسخ در مسئله حاضر استفاده شد. ۲۰ حالت پیشنهاد شده توسط این الگوریتم به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته و کانتورهای به دست آمده بر اساس مدل های رگرسیونی برازش شده برای پارامترهای خروجی استخراج شدند. مطابق نتایج اگرچه افزایش فشار توان حرارتی مشعل را افزایش داده، اما باعث کاهش بازده حرارتی آن می شود. با کاهش فشار گاز طبیعی دمای شعله افزایش یافته و قله های دمایی به یکدیگر نزدیک می شوند. در حقیقت تمرکز شعله با کاهش فشار افزایش یافته و در نتیجه بازده حرارتی افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش فشار انتشار گاز CO کاهش می یابد.

Keywords:

بازده حرارتی , ارتفاع بار , انتشار آلاینده ها , طراحی آزمایش , روش سطح پاسخ