Folyékony tüzelőanyagok párolgásának vizsgálata Fázis Doppler Anemométer segítségével
A tüzeléstechnikai folyamatok összetettségük révén a mai napig az érdeklődés középpontjában állnak a műszaki életben, számos kutatás fűződik hozzájuk. Folyékony tüzelőanyagok esetén az égés egyik meghatározó eleme a tüzelőanyag cseppjeinek párolgása a permetben. Habár napjainkban több párolgási modellt is ismerünk, a legegyszerűbb és legszélesebb körben használt az ún. D2-törvény [1]. Ugyanakkor kérdéses, hogy ez mennyire pontosan működik különböző tüzelőanyagok és különböző porlasztási, égési beállítások mellett, valós körülmények között. Ennek megítélését a korszerű optikai méréstechnikai eszközök, mint például a jelen esetben is alkalmazott Fázis Doppler Anemométer (PDA), jelentősen megkönnyítik. Mindemellett a folyékony tüzelőanyagok párolgási vizsgálata, különösen a biotüzelőanyagoké, széles alkalmazási lehetőségeket rejt magában, hiszen nagy energiasűrűségük miatt valószínűsíthető, hogy még sokáig jelen lesznek mind a közlekedésben, mind az energiatermelés egyes területein [2].
TDK dolgozatomban négy folyékony tüzelőanyag vizsgálatára kerül sor, melyek: B7 (standard dízelolaj), JP8 (kerozin), B100 (használt sütőolaj és repceolaj keverékéből készült biodízel) és B50 (fele-fele térfogatarányban tartalmaz B7-et és B100-at). Az alapvető porlasztótípusokból a legegyszerűbb kialakítást a levegő segédközeges porlasztó nyújtja, mely emiatt az iparban az egyik legelterjedtebb [3]. Ezért a munkámban is egy ilyen porlasztó permetét vizsgálom, mely egy ún. MTC (Mixture Temperature-Controlled) égést megvalósító tüzelőberendezés központi része [4]. Ennek legfőbb előnye, hogy előkeveréses égőjével nagyon alacsony nitrogén-oxid kibocsátást biztosít. A tüzelési paraméterek közül a levegőelőmelegítés hőmérséklete és a porlasztónyomás is többféle értéket vesz fel, így ezek hatása is értékelhetővé válik. PDA segítségével mérhető az egyedi cseppek mérete és axiális sebessége.
Dolgozatom első szakaszában a PDA mérés során nyert adatok feldolgozására, szemléletes bemutatására és az ezek hátterében álló fizikai magyarázatokra kerül sor, mind a cseppméretek, mind a sebességek tekintetében, a permet különböző axiális és radiális távolságaiban. Ezt követően történik a párolgás számítása D2-törvény alapján, a modell által kapott eredmények összehasonlítása a mért adatokkal, a hasonlóságok és eltérések lehetséges okainak feltárása, esetleges modellfejlesztési lehetőségek meghatározása.
Irodalom:
[1] S. Sazhin (2014). Droplets and Sprays. Springer – Verlag London.
[2] A.H. Lefebvre, V.G. McDonell (2017). Atomization and Sprays, Second Edition. CRC Press, Boca Raton.
[3] A.H. Lefebvre, D.R. Ballal (2010). Gas Turbine Combustion, Third Edition. CRC Press, Boca Raton.
[4] V. Józsa (2021). Mixture temperature-controlled combustion: A revolutionary concept for ultra-low NOX emission. Fuel, Volume 291, 2021, 120200.
