הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

אפיון שרפה ופיתוח דלק מודל מיקרו-צינורי בתאי דלק הלהבה בסיוע

8.8K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/54638

⸱

2 באוקטובר 2016

 ,  ,  , 
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Syracuse University

במאמר זה

סיכום

פרוטוקול ליצירת דגם פליטת בעירה עשירה בדלק מפותח באמצעות אפיון בעירה ומיושם לבדיקה ומחקר של תאי דלק בסיוע להבה מיקרו-צינורית.

תקציר

ייצור חשמל מבוסס בעירה הושג במשך שנים רבות באמצעות מספר מערכות מנועי חום. לאחרונה, מעבר לייצור חשמל בקנה מידה קטן ומיקרו בעירה כמו גם פיתוח במחקר תאי דלק יצרו אמצעים חדשים לייצור חשמל המשלבים תאי דלק תחמוצת מוצקה עם להבות פתוחות ופליטת בעירה. במקום להסתמך על חום הבעירה, מערכות תאי דלק תחמוצת מוצקה אלה מסתמכות על רפורמה של הדלק באמצעות בעירה כדי לייצר גז סינתטי לייצור חשמל אלקטרוכימי. פותחו נהלים להערכת תוצרי הלוואי של הבעירה במגוון רחב של תנאים. בעוד שפותחו נהלים תיאורטיים וחישוביים להערכת פליטת בעירה עשירה בדלק ביישומים אלה, צצו גם טכניקות ניסיוניות. הליכי הניסוי מסתמכים לרוב על כרומטוגרף גז או ניתוח ספקטרומטר מסה של הלהבה והפליטה כדי להעריך את תהליך הבעירה כמתקן דלק ואמצעי לייצור חום. הטכניקות הניסיוניות שפותחו בתחומים אלה יושמו מחדש לפיתוח תא דלק מיקרו-צינורי בעזרת להבה. הפרוטוקול הנדון בעבודה זו מתבסס על טכניקות עבר כדי לציין נוהל לאפיון פליטת בעירה עשירה בדלק ופיתוח מודל פליטת בעירה עשירה בדלק לשימוש בבדיקת תאי דלק בעזרת להבה. נדון פיתוח הנוהל ויישומיו ומגבלותיו.

מבוא

תא דלק תחמוצת מוצק (SOFC) חידושים דווחו בשנים האחרונות ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתפתח. בין היתרונות הרבים, SOFCs הפך ידוע צריך דלק גבוה, פליטה נמוכה וגמישות דלק מתונה לעומת טכניקות ייצור חשמל מבוסס בעירה אחרת 1. יתר על כן, SOFCs הם מדרגים המאפשרים צריכת דלק גבוהה אפילו בקני מידה קטנות. למרבה הצער, מגבלות בתשתיות מימן נוכחיות יצרו צורך במערכות רפורמת דלק כי הם בדרך כלל לא יעילים. ההתפתחות האחרונה היא תא דלק מיקרו-צינורי בסיוע הלהבה (MT-FFC) שדווח העבודה הקודם של המחבר 2. MT-FFC הוא הדוגמה הראשונה של תא דלק להבה בסיוע (FFC) שבונה על היתרונות של תא דלק להבה ישירה המקורי (DFFC), אשר מספק הדור חום ודלק רפורמה בא....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. חישובים שרפים

  1. בחר דלק לניתוח. הנה, לבחור מתאן כדלק ההתייחסות, אבל העקרונות הם להעברה של דלקים פחמימניים אחרים.
  2. עם 1 חפרפרת של מתאן כדלק, משוואת איזון (1) עבור בעירת stoichiometric להגיע למשוואה (2).
    figure-protocol-1
    figure-protocol-2
  3. חשב את יחס אוויר דלק עבור stoi....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

תא אפיון הבעירה צריך להיבדק לפני בדיקה על יחסי שקילות הרצוי עבור גב זרימת האוויר לתוך התא או דליפת אוויר אחרת במהלך בדיקה. תהליכי שריפה בתאים פתוחים ידועים להיות כמעט isobaric. כתוצאה מכך, לחץ בתוך תא הבעירה לא יכול להיות מספיק כדי לוודא ששום אוויר מן הסביבה החיצונית הוא חזרה זורם לתוך תא הבעירה מנמל הפליטה הקאמרית או נקודות דליפה אחרות. ישנן מספר שיטות ניסיוניות כדי לאשר שאף זרימת לאחור מתרחשת. ראשית, עבור צורב הלא קטליטי, הגבולות עשירים הדליקים מ.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

הפרוטוקול נדון כאן הוא גשר חשוב בין מחקר אפיון בעירה הקודם ובדיקת תא דלק. השימוש בעירה עבור דלק רפורמה ובדיקה תא דלק יושם במשך מספר שנים setups DFFC 10-15. עם זאת, האפיון של תהליך בעירת DFFCs הוא מודאג בעיקר עם אפיון באתרו של רכב הלהבה 16 והשתמש MS 8. ככל DFFC פתוחה הסביבה, רכב הפליטה מורכב בעיקר ממים ו- CO 2 ואפיון של הפליטה אינו נחוץ. על מנת לפתח את רעיון FFC האחרון הליך לאפיון פליטת הבעירה בתא סגור חלקית (כלומר, אחד .......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

עבודה זו נתמכת על ידי הסכם עם אוניברסיטת סירקיוז שהוענק על ידי מרכז המצוינות של סירקיוז במערכות אנרגיה וסביבה עם מימון תחת פרס מספר DE-EE0006031 ממשרד האנרגיה של ארה"ב ומימון תואם תחת פרס מספר 53367 מהרשות למחקר ופיתוח אנרגיה של מדינת ניו יורק (NYSERDA), חוזה 61736 מ-NYSERDA, ופרס מחטיבת המדע, הטכנולוגיה והחדשנות של אמפייר סטייט פיתוח (NYSTAR) באמצעות מרכז המצוינות של סירקיוז, תחת פרס מספר #C120183. עבודה זו נתמכת על ידי תוכנית מלגות המחקר לתארים מתקדמים של הקרן הלאומית למדע במסגרת מענק מס' 1247399.

....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
כרומוטוגרף גזSRI Instruments, Inc.SRI 8610C
צמדים תרמיים מסוג KאומגהKQXL-116G-6אורך מותאם אישית
חוט מאריך צמד תרמי מסוג KאומגהEXTT-K-20-SLE-100
בקר זרימת מסהאומגהFMA54270-40 ליטר / דקה (N2< / sub>)
משמש עבור
בקר זרימת מסהמתאן אומגהFMA54430-200 ליטר / דקה (N2)
משמש
לבקר זרימת מסתאומגהFMA5402A0-10 מ"ל/דקה (N2)
משמש עבור
בקר זרימת מסהBrooks InstrumentSLA5850200 SCCM (פרופאן)
משמש עבור בקר זרימת מסה CO2
Brooks InstrumentSLA5850 5 ליטר/דקה (אוויר)
משמש עבור N2
בקר זרימת מסהBrooks InstrumentSLA5850500 SCCM (N2)
משמש עבור H2
RegulatorHarris Products GroupHP721-125-350-Fמיכל מתאן
Harris Products GroupHP702-050-590-E
רגולטורAirgasY11-SR145BCO
רגולטורHarris Products GroupHP702-050-320-ECO2 טנק
רגולטורAirgasY12-215BN2 tank
RegulatorHarris Products GroupHP702-015-350-DH2 טנק
מתאן, דחוס,
טוהר גבוה במיוחד		AirgasUN1971דליק במיוחד
אוויר, דחוס,
גז אוויר טהור במיוחד		UN1002אינו מסווג כמסוכן לבריאות.
CO, דחוס,
גז אוויר בטוהר גבוה במיוחד		UN1016רעיל בשאיפה,
CO2 דליק במיוחד, דחוס,
מחקר בדרגת מחקר		AirgasUN1013חנוק בריכוזים גבוהים
N2, דחוס,
טוהר גבוה במיוחד		AirgasUN1066לא מסווג כמסוכן לבריאות.
H2, דחוס,
טוהר אוויר גבוה במיוחד		UN1049דליק במיוחד, נשרף עם מד מקור להבה בלתי נראית
Tektronix, Inc.Keithley 2420מתחבר למחשב באמצעות
USB תנור צינור מפוצל אופקיMTI CorportationOTF-1200X
רכישת נתוניםNational InstrumentsNI cDAQ-9172מתחבר למחשב באמצעות
כניסת צמד תרמיUSB National InstrumentsNI 9211מתחבר לבקרת מחשב cDAQ-9172
עבור בקרי זרימת מסהNational InstrumentsNI 9263מתחבר ל-cDAQ-9172
בקרת מחשב עבור בקרי זרימת מסה
תוכנת בדיקהNational InstrumentsLabVIEW 8.6
CeramabondAremco552-VFG1 פיינט
אוויר CO רגולטור מיכל אוויר

מקורות

  1. Gorte, R. J. Recent developments towards commercialization of solid oxide fuel cells. AIChE J. 51 (9), 2377-2381 (2005).
  2. Milcarek, R. J., Wang, K., Falkenstein-Smith, R. L., Ahn, J. Micro-tubular flame-assisted fuel cells for micro-combined heat and power systems.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

גלה מאמרים נוספים

ניתוח בכרומטוגרפיה גזיתניתוח בספקטרומטר מסותפליטת בעירה עשירה בדלקתאי דלק מאוקסיד מוצקהגדרת תא בעירהניטור טמפרטורה באמצעות צמדים תרמייםדגימת גזי פליטה
אפיון שרפה ופיתוח דלק מודל מיקרו-צינורי בתאי דלק הלהבה בסיוע
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.