Megújuló tüzelőanyagok porlasztásának és párolgásának vizsgálata előkeveréses égőben
Az utóbbi évtizedekben egyre fontosabb kérdéssé vált a jelenlegi fosszilis alapú üzemanyagok részleges vagy akár teljes mértékű kiváltása alternatív tüzelőanyagokkal. Ennek folyományaként az elmúlt időszak egy meghatározó kutatási területe a tüzeléstechnikában a megújuló tüzelőanyagok porlasztási és párolgási viszonyainak vizsgálata. Annak érdekében, hogy a tüzelőanyag elégetése során tartani lehessen a kibocsátási korlátokat, szükség van a folyadék megfelelő mértékű elpárologtatására és az égési levegővel való elkeveredésére, mielőtt a csepphalmaz elérné a lángfrontot. Ellenkező esetben a tüzelés jelentős mennyiségű káros anyag kibocsátásával jár és a berendezés hatásfoka is romlik.
A dolgozatban két szénhidrogén alapú tüzelőanyag típus, az n-heptán és a dízel párolgási viszonyait hasonlítom össze az etanol, repceolaj, szója és repce-metil-észter (RME) tulajdonságaival. Az égőtér előtt elhelyezkedő, általam vizsgált porlasztó egy levegő segédközeges porlasztó. Ilyet alkalmaznak többek között a Capstone C-30 típusú mikro-gázturbinában. A vizsgálat legfőbb célja az egyes tüzelőanyagok keverőtérben való tartózkodási idejének és a párolgási idejének az arányának meghatározása a porlasztási nyomás függvényében. Ez az adat igen jól jellemzi a porlasztás és párolgás együttes megfelelőségét. Amennyiben értéke egy feletti, a folyadékcseppek elpárolgása megtörténik még azelőtt, mielőtt elérnék a lángfrontot, így az égés alacsonyabb környezetterheléssel jár. A párolgási idő meghatározása analitikus úton történik. A vizsgálat során az eljárás részletes bemutatásra kerül. A keverőtérben való tartózkodási idő meghatározásához szükséges a sebességmező ismerete, valamint a keverőtér középvonalán jellemző axiális sebességlefutás. Szubszonikus áramlás esetére rendelkezésre állt analitikus összefüggés, azonban a hangsebesség feletti tartomány sebességviszonyainak meghatározásához numerikus áramlástani szimuláció elkészítésére volt szükség Ansys FLUENT környezetben. A szimuláció validálására mérési eredményeket használtam fel az irodalomból.
