تحقیق تئوری و تجربی آتش استخری و تجهیزات احاطه شده در آن با بررسی اثر ذرات نانو
چکیده
در این رساله، آزمایشات تجربی جهت تعیین زمان گسترش شعله روی سوخت های گازوئیل و نفت سفید انجام شد و اثر کربن نانو لوله چند دیواره روی گسترش شعله در این سوخت ها بررسی گردید. از کربن نانو لوله چند دیواره به عنوان ذرات نانو و نفت سفید و گازوئیل به عنوان سوخت هیدروکربنی مایع استفاده شد. با افزودن ذرات نانو به سوخت، زمان گسترش شعله در مورد نفت سفید بین 15 تا 30 درصد و در مورد گازوئیل بین 6 تا 26 درصد افزایش می یابد. از روش آماری انووا برای اعتبار سنجی نتایج استفاده شد. نتایج نشان دادند که افزودن کربن نانو لوله چند دیواره به سوخت های مورد آزمایش باعث افزایش زمان گسترش شعله می گردند و روند افزایش زمان گسترش شعله به میزان کربن نانو لوله چند دیواره اضافه شده، خطی نمی باشد اما روند افزایشی است. آزمایشات اندازه گیری توزیع دمای شعله در جسم احاطه شده در آتش انجام گرفت. تاثیر پارامترهای ابعاد آتش استخری، فاصله از سطح سوخت، نوع سوخت و تاثیر حضور ذرات نانو روی دمای شعله بررسی شد. از روش طراحی فاکتوریل در دو سطح برای انتخاب شرایط آزمایش استفاده شد. افزایش ابعاد آتش استخری، کاهش فاصله از سطح سوخت باعث افزایش دمای شعله می گردند. حضور ذرات نانو باعث کاهش دمای شعله می شود. حضور همزمان ذرات نانو به همراه افزایش قطر آتش سبب افزایش دمای شعله می شود. سنگین تر شدن سوخت سبب کاهش دما می شود. در مجموع افزودن کربن نانو لوله چند دیواره باعث کاهش 10 تا 20 درصدی دمای شعله می گردد. به کمک روش تحلیلی و عددی و ترکیب این دو روش، چهار مدل برای توزیع دمای شعله ارائه گردید. از بین چهار مدل ارائه شده، مدل شماره 1 که به کمک روش های عددی به دست آمد، بهترین توافق را با نتایج تجربی داشت، اما سایر مدل ها نیز نتایج نسبتا قابل قبول ارائه نمودند.