หัวพ่นไฟแบบวัสดุพรุนโดยใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง

บทคัดย่อ

การเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลในหัวพ่นไฟวัสดุพรุนได้ถูกทำการทดลอง เพื่อศึกษากลไกการระเหยของน้ำมันเชื้อเพลิงและพฤติกรรมการเผาไหม้ วัสดุพรุนทำมาจากตาข่ายสแตนเลส ขนาดความถี่ 16 เมช (Mesh) ตัดให้เป็นวงกลมเส้นผ่าศูนย์กลาง 96 มิลลิเมตร วางซ้อนทับกันเป็นชั้นวัสดุพรุนมีความหนาและค่าความพรุน (e) เท่ากับ 75 มิลลิเมตร และ 0.752 ตามลำดับ น้ำมันเชื้อเพลิงป้อนเข้าสู่ระบบด้วยการหยดจากด้านบนผ่านชั้นวัสดุพรุน เกิดการระเหยกลายเป็นไอ นำไปสู่การเผาไหม้บริเวณด้านล่างชั้นวัสดุพรุน ซึ่งหัวพ่นไฟแบบนี้แตกต่างจากหัวพ่นไฟแบบปกติที่มีหัวฉีดความดันสูงทำหน้าที่พ่นเชื้อเพลิงเหลวให้เกิดการสเปรย์เป็นฝอยละอองจึงสามารถเกิดการเผาไหม้ได้ อุณหภูมิตลอดแนวความยาวของหัวพ่นไฟถูกตรวจวัดและแสดงในรูปโครงสร้างทางอุณหภูมิ เพื่ออธิบายถึงกลไกการระเหยและพฤติกรรมการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลขณะเดียวกันแก๊สไอเสียก็ถูกตรวจวัดที่ตำแหน่งด้านออกของระบบด้วยเช่นกัน จากการศึกษาพบว่ากลไกการระเหยของน้ำมันดีเซลในชั้นวัสดุพรุนสามารถเกิดขึ้นได้และถูกส่งเสริมโดยอาศัยการแผ่รังสีจากเปลวไฟที่เสถียร ซึ่งมีความปั่นป่วนเกือบเต็มหน้าตัดของหัวพ่นไฟ อัตราการจ่ายอากาศหมุนวน (Q_A) มีผลกับการโครงสร้างทางอุณหภูมิเล็กน้อย แต่โครงสร้างทางอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างชัดเจนตามอัตราการจ่ายเชื้อเพลิง (Q_F) ที่เพิ่มขึ้นสำหรับปริมาณแก๊ส      ไอเสีย (CO และ NO_X) ขึ้นอยู่กับอิทธิพลของทั้ง Q_F และ Q_A การเผาไหม้มีแนวโน้มที่สมบูรณ์ขึ้นอย่างเด่นชัดหากมีการเพิ่มปริมาณ Q_F ให้กับระบบ ค่า CO และ NO_X ที่วัดได้จากหัวพ่นไฟวัสดุพรุนชนิดตาข่ายสแตนเลสมีค่าต่ำอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ นอกจากนี้ยังได้เสนอสมการเชิงเส้นอย่างง่ายที่สามารถใช้คำนวณหาค่าความพรุนของวัสดุพรุน โดยเป็นฟังก์ชั่นของจำนวนเมชเพียงค่าเดียว