Πειραματική διερεύνηση φαινομένων καύσης σε πρότυπο πορώδη καυστήρα με εφαρμογή τεχνικής Schlieren και ανάλυσης καυσερίων

Κατούφα, Μαγδαληνή; Katoufa, Magdalini

dc.contributor.author	Κατούφα, Μαγδαληνή	el
dc.contributor.author	Katoufa, Magdalini	en
dc.date.accessioned	2015-01-28T13:05:19Z
dc.date.available	2015-01-28T13:05:19Z
dc.date.issued	2015-01-28
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40150
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.5633
dc.rights	Default License
dc.subject	Τεχνική Schieren	el
dc.subject	Porous burner	en
dc.subject	Πορώδης καυστήρας	el
dc.subject	Συνεχής ανάλυση καυσαερίων	el
dc.subject	Schlieren	en
dc.subject	Continuous gas analysis	en
dc.title	Πειραματική διερεύνηση φαινομένων καύσης σε πρότυπο πορώδη καυστήρα με εφαρμογή τεχνικής Schlieren και ανάλυσης καυσερίων	el
dc.title	Experimental investigation of combustion processes in a porous burner by means of Schlieren technique and continuous gas analysis	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Καύση	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-10-20
heal.abstract	Η ανάπτυξη και εφαρμογή πειραματικών διαγνωστικών μεθόδων στα συστήματα καύσης είναι αναγκαία για τη βελτιστοποίηση των υπαρχόντων και το σχεδιασμό νέων καινοτόμων τεχνολογιών καύσης. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη και εφαρμογή της τεχνικής Schlieren και του συστήματος συνεχούς ανάλυσης καυσαερίων σε πρότυπο πορώδη καυστήρα ορθογωνικής διατομής και δύο στρωμάτων. Συγκεκριμένα, κατασκευάστηκαν δύο είδη διατάξεων Schlieren, ένα με φακούς και ένα τύπου Ζ με κάτοπτρα, τα οποία εφαρμόστηκαν αρχικά σε απλούστερα συστήματα καύσης. Έγινε απεικόνιση μιας απλής φλόγας διάχυσης, στη συνέχεια της φλόγας από έναν καυστήρα Bunsen και τέλος, της φλόγας του πορώδους καυστήρα αφού είχε αφαιρεθεί το δεύτερο στρώμα κεραμικού υλικού. Η μέθοδος αποδείχθηκε ιδιαίτερα αποδοτική καθώς τα αποτελέσματα παρείχαν σημαντικές ποιοτικές πληροφορίες για τη δομή κάθε φλόγας. Στο δεύτερο σκέλος της εργασίας πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις θερμοκρασιών, με χρήση θερμοστοιχείου και θερμοκάμερας, και εκπομπών καυσαερίων, με το σύστημα συνεχούς ανάλυσης αερίων, προκειμένου να μελετηθεί η συμπεριφορά του πορώδους καυστήρα κατά τη λειτουργία του με αέρια συμβατικά και εναλλακτικά καύσιμα, που αποτελούσαν μίγματα CH4, CO, H2, CO2 σε διαφορετικές αναλογίες. Η μελέτη παραμετροποιήθηκε με το λόγο αέρα καύσης, για τιμές 1.1≤λ≤1.8, και το θερμικό φορτίο σε εύρος 200-800 kW/m2. Με αυτόν τον τρόπο προσδιορίστηκε η περιοχή ευσταθούς λειτουργίας του καυστήρα και εξετάστηκε η επίδραση της προσθήκης CO2 στο ρεύμα καυσίμου καθώς και η παρουσία των συστατικών CO/ H2 στο καύσιμο μίγμα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο καυστήρας παράγει πολύ χαμηλές εκπομπές NOx και CO για οποιοδήποτε μίγμα καυσίμων και έχει αυξημένο βαθμό απόδοσης ακτινοβολίας.	el
heal.abstract	The development and implementation of experimental diagnostic techniques on combustion processes are necessary for the optimization of the existing combustion technologies and the design of new innovative ones. The present thesis aims at the development and implementation of a Schlieren system and a continuous gas analysis system on a porous burner of a two layer, flat, rectangular geometry. Specifically, two different Schlieren setups were constructed: a lens type and a Z-type 2-mirror system. These setups were implemented in different combustion systems of incrising complexity. A simple diffusion flame, a premixed flame from a Bunsen burner and, finally, a flame from a porous burner, after the second porous matrix had been removed, were illustrated. The Schlieren method was proved extremely efficient given that the results showed significant qualitative information on the flame structure. In the second part of the thesis, measurements of exhaust concentrations were realized using the continuous gas analysis system. In addition, temperature rates were obtained by a thermocouple and a thermal camera. These measurements were taken when the porous burner operated with conventional and alternative fuels which constituded mixtures of CH4, CO, H2, CO2 in different ratios. This survey was realized for different air-fuel ratios, for rates 1.1≤λ≤1.8, and different thermal loads ranging from 200 to 800 kW/m2. In this way, the stability range of the porous burner was defined. Furthermore, the impact of CO2 addition on the fuel stream and the presence of CO/ H2 in the fuel mixture were observed. The results indicated that the burner exhibits very low NOx and CO emissions in each fuel mixture and presents increased radiation efficiency.	en
heal.advisorName	Φούντη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Φούντη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Ρακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτρης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	120 σ.
heal.fullTextAvailability	true