อิทธิพลของวัสดุพรุนตัวแผ่รังสีต่อการเผาไหม้ของหัวพ่นไฟชนิดวัสดุพรุนโดยใช้เชื้อเพลิงเหลว

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้ทำการทดสอบการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลในหัวพ่นไฟวัสดุพรุน เพื่อศึกษากลไกการระเหยของน้ำมันเชื้อเพลิงและอิทธิพลของวัสดุพรุนที่เป็นตัวแผ่รังสี ชุดทดสอบแบ่งได้เป็น 4 ส่วน คือ ส่วนแรกเป็นส่วนของห้องจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง ส่วนที่สองเป็นวัสดุพรุนหัวพ่นไฟ (Porous Burner, PB) หรือวัสดุพรุนตัวดูดซับ (porous absorber) จะใช้หินตู้ปลาที่มีค่าความพรุน (porosity,) เท่ากับ 0.45 ส่วนที่สามคือห้องเผาไหม้ซึ่งเป็นบริเวณที่มีการจ่ายอากาศหมุนวนแบบสามทาง และเป็นตำแหน่งของเปลวไฟ ส่วนสุดท้ายคือวัสดุพรุนตัวแผ่รังสี (Porous Emitter, PE) จะใช้หินตู้ปลาที่มีค่าความพรุน 2 ค่าในการทดสอบ คือ 0.45 และ 0.52 หัวพ่นไฟในลักษณะนี้ PE จะถูกติดตั้งที่ด้านล่างของ PB โดยห่างกันเป็นระยะ 20 cm การป้อนเชื้อเพลิงเหลวเข้าสู่ระบบจะใช้วิธีการหยดจากด้านบนผ่าน PB เพื่อให้เกิดการระเหยเป็นไอพร้อมที่จะเผาไหม้ อุณหภูมิตลอดแนวความยาวของหัวพ่นไฟถูกตรวจวัดและแสดงในรูปโครงสร้างทาง อุณหภูมิ (temperature profile) เพื่ออธิบายถึงกลไกการระเหยของน้ำมันเชื้อเพลิงและพฤติกรรมการเผาไหม้ ขณะเดียวกันแก๊สไอเสียก็ถูกตรวจวัดที่ตำแหน่งทางออกของระบบซึ่งอยู่ต่ำกว่า PE จากการศึกษาพบว่าอัตราการจ่ายอากาศหมุนวน (swirling air, QA) เพิ่มขึ้นโครงสร้างทางอุณหภูมิมีแนวโน้มลดลงทั้งที่มีและไม่มีการติดตั้ง PE หากพิจารณาอัตราการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง (fuel input, QF) พบว่าโครงสร้างทางอุณหภูมิมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตาม QF ที่เพิ่มขึ้นและได้ข้อสังเกตว่ากรณีที่ PE มีค่า  เท่ากับ 0.52 จะให้โครงสร้างทางอุณหภูมิและการเผาไหม้ที่ดีกว่า