แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อใช้ทำนายพฤติกรรมการเผาไหม้ของละอองเชื้อเพลิงเหลวภายในเตาเผาที่มีการส่งเสริมการเผาไหม้ด้วยวัสดุพรุน

Abstract

ในเตาเผาไหม้เชื้อเพลิงเหลวที่มีอยู่ทั่วไปละอองเชื้อเพลิงเหลวที่ถูกฉีดเข้าสู่ห้องเผาไหม้ต้องใช้เวลาในการระเหยกลายเป็นไอผสมอากาศแล้วจึงเกิดการเผาไหม้ ห้องเผาไหม้มีขนาดค่อนข้างใหญ่จึงเกิดความคิดที่จะออกแบบเตาเผาไหม้แบบใหม่โดยการนำวัสดุพรุนมาประยุกต์ใช้ ซึ่งในระบบการเผาไหม้แบบใหม่นี้วัสดุพรุนจะทำให้เกิดการหมุนเวียนพลังงานความร้อนจากไอเสียไปสู่ไอดีโดยการนำและการแผ่รังสีความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อเป็นการตรวจสอบความน่าเชื่อถือและความแม่นยำในการคำนวณของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการแก้สมการจึงทำการเปรียบเทียบผลการศึกษาพบว่า เมื่อใช้น้ำมันก๊าดเป็นเชื้อเพลิง การระเหยและการเปาไหม้แบบ self-sustaining premixed combustion สามารถเกิดขึ้นได้ภายในวัสดุพรุน ซึ่งผลการคำนวณที่ได้สอดคล้องเป็นอย่างดีกับผลการศึกษาจากการทดลองและพบว่าค่าความหนาเชิงแสง ความเร็วไอดี ขนาดเริ่มต้นของละอองเชื้อเพลิง และความสามารถในการนำความร้อนของวัสดุพรุน ทั้งหมดเป็นตัวแปรสำคัญและจากการศึกษาเชิงเปรียบเทียบกรณีเตาเผาไหม้เชื้อเพลิงเหลวที่มีและไม่มีการติดตั้งวัสดุพรุน พบว่า เตาเผาไหม้ที่มีการติดตั้งวัสดุพรุนให้อุณหภูมิที่สูงกว่า ใช้ระยะทางในการระเหยสั้นกว่า จึงสามารถออกแบบเตาเผาให้มีขนาดเล็กกว่าได้