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

המטרה הכוללת של ניסוי אפיון בעירה זה היא לפתח מודל פליטת בעירה על ידי ערבוב מיני הפליטה המעניינים על מנת לבדוק תא דלק תחמוצת מוצק בתערובת. מקסימבול זה יכול לעזור לענות על שאלות מפתח בתחומי תאי דלק תחמוצת מוצקה, כגון האם נוצרת פחות בעירה עשירה במקום רפורמטור דלק אנדותרמי. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שאנו יכולים לפתח דגם פליטת בעירה לבדיקת תאי דלק מבלי לפתח בפועל אב טיפוס שלם של מבער ותא דלק.

הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית, מכיוון שהליך ההתקנה הניסיונית, אמצעי הזהירות ופתרון הבעיות יכולים להיות קשים להבנה על ידי קריאת כתב יד בלבד. בנה את מנגנון האפיון באמצעות תא בעירה מוכן בספסל עם מקורות אוויר ודלק מתאן. בחר את בקרי זרימת המסה על סמך קצבי הזרימה שנקבעו בעבר.

עבור ניסוי זה, השתמש בבקר של 40 ליטר לדקה עבור מתאן. השתמש בבקר של 200 ליטר לדקה לאוויר. לאחר מכן, קבל צינורות נחושת וחבר אותו לשקע מקור המתאן.

משם, חבר את הצינור לבקר זרימת מסת הדלק. באופן דומה, חבר את בקר זרימת מסת האוויר למקורו. למען הבטיחות, הוסף שסתום חד כיווני לאחר בקר זרימת המתאן.

כוון את השסתום כך שיאפשר זרימה הרחק מהבקר בלבד וחבר אותו ליציאת הבקר. לאחר מכן, השתמש בצינורות נחושת כדי למזג את הזרימות מהאוויר ובקרי זרימת הדלק. בקש מהזרימות מהבקרים להזין מחבר T.

כאמצעי בטיחות נוספים, הנח מעכב להבה ושסתום חד כיווני נוסף אחרי מחבר ה-T. במערך זה, השסתום החד-כיווני מחובר תחילה למחבר T, מכוון כדי לאפשר זרימה הרחק ממחבר ה-T. מעכב הלהבה הוא הבא בתור.

במיכלי המקור לגזים, הגדר את הרגולטורים ללחצים המתאימים. עבור הניסוי הזה, זה 138 קילופסקל. בחזרה לספסל, השג פתרון לאיתור נזילות כדי לבדוק את כל הצינורות לאיתור נזילות.

כשבקרי הזרימה פועלים, מרחו את תמיסת איתור הדליפות בעזרת מברשת על צינורות הנחושת. ודא שאין בועות שיצביעו על נזילה. בשלב זה, הפנה את תשומת הלב לתא הבעירה ולמבער המחובר אליו.

בתא זה כבר קיימים צמדים תרמיים מסוג K, כאשר קצותיהם במרכז החדר. יציאות לאורך החדר מתאימות הן לניתוח פליטת הבעירה והן לצמדים התרמיים. הרכיב את הצמדים התרמיים באמצעות אביזרי דחיסה המותאמים לקוטר שלהם.

כדי להוסיף צמד תרמי, התחל עם גבעול אביזר הדחיסה שכבר נמצא בקיר החדר. הניחו פרא מתכת מתאים בטמפרטורה גבוהה לתוך הגבעול. לאחר מכן, הורד את אגוז הדחיסה בעזרת בדיקה של צמד תרמי המושחלת דרכו על הגבעול.

דחוף את בדיקת הצמד התרמי עד שקצהו נמצא במרכז החדר. לאחר מכן הדק את אגוז הדחיסה כדי לאטום את החדר מפני נזילות מפתח זה. חבר את הצמדים התרמיים להגדרת המחשב לצורך רכישת נתונים ובקרה.

חזור כדי לחבר את הפלט של בקרי זרימת המסה למבער תא הבעירה. לשם כך, השתמש בצינורות נחושת כדי לשלוח את הזרימה מהשסתום החד-כיווני לתא הבעירה. התוספת האחרונה היא החומרה לבדיקת הפליטה, שכבר הורכבה כאן.

לשם כך, יציאת פליטה בתא מאפשרת לגזים לזרום לצינורות הנחושת. צינור זה נכנס לשסתום תלת כיווני. יציאה אחת של השסתום היא צינורות המובילים לכרומטוגרף גז.

הפלט השני הוא צינורות שעוברים למזרק של 25 מיליליטר המשמש לשאיבת פליטה וניתוב מחדש. כעת ניתן להשתמש בהגדרה לאפיון. לפני הבדיקה הכינו את המזרק ואת השסתום התלת-כיווני.

ראשית, דחף את בוכנת המזרק פנימה במלואה. לאחר מכן ודא שהשסתום התלת-כיווני פתוח בצד יציאת הפליטה. עבור למחשב כדי להתחיל את זרימת הדלק והאוויר ולהתחיל באיסוף הנתונים.

התחל את זרימת האוויר ואת זרימת המתאן באמצעות תערובת עשירה כדי להקל על ההצתה. קבל מצית בוטאן ועבור לקצה תא הבעירה. כאשר זה בטוח לעשות זאת, הצית את התערובת.

לפני שתמשיך, בצע בדיקה ויזואלית כדי לוודא שהלהבה התייצבה בחזית המבער. להבה זו משתנה כאשר זרימת האוויר מותאמת לאט לערך הרצוי כדי למנוע כיבוי הלהבה. בינתיים, עקוב אחר טמפרטורות הצמד התרמי ורשום את נתוני הטמפרטורה כאשר הטמפרטורות מתייצבות.

כעת, עבור למזרק המחובר לשסתום התלת-כיווני. משוך את הבוכנה לאחור כדי לחלץ שאריות גז ופליטה מיציאת הפליטה. השתמש בשסתום התלת-כיווני כדי לפתוח את צד כרומטוגרף הגז ולסגור את צד יציאת הפליטה.

המשך על ידי דחיפת הבוכנה עד שכל הפליטה נשלחה לכרומטוגרף הגז. החזר את השסתום כדי לאפשר למזרק להפיק יותר שאריות גז ופליטה. המשך להוציא גז ולהזריק אותו לכרומטוגרף הגז עד להסרת כל הגזים הנותרים.

כאשר כל הגזים הנותרים הוסרו, חלץ דגימת פליטה סופית לניתוח. סובב את השסתום התלת-כיווני ודחף את גז הפליטה לתוך כרומטוגרף הגז. בצע את ניתוח כרומטוגרף הגז ורשום את הנתונים.

המשך על ידי בחירת קצב זרימת אוויר אחר וחזרה על הניתוח עבור יחס המקבילות החדש. תוצאות אלו לניתוח שיווי משקל כימי של מתאן ושריפת אוויר נותנות את תחזיות שיווי המשקל התרמודינמיות של הרכב גזי הפליטה ביחסי שווי ערך שונים. הציר האנכי השמאלי מיועד לאחוז הנפח של גז החנקן, המשורטט בשחור.

הציר האנכי הימני נותן את סולם אחוזי הנפח עבור תוצרי הפליטה ומולקולות אחרות. ניתוח זה לא בהכרח יתאים באופן מושלם לנתוני הניסוי, אך אמור להצביע על המגמות הצפויות וגודל התוצאות. נתוני הניסוי הראשוניים עבור תא הבעירה לא עקבו אחר המגמות הצפויות מניתוח שיווי משקל כימי.

לדוגמה, נתוני החמצן המולקולרי באדום, מצביעים על ריכוז גבוה ביחסי שקילות גבוהים בהשוואה ליחסי שקילות נמוכים. זוהי אינדיקציה אפשרית לערבוב לא שלם או זרימה חוזרת בתא הבעירה, שנתונים אחרים איששו. כאשר מזוהה ונמנעת זרימה חוזרת, הנתונים היו עקביים יותר עם המגמות הצפויות מניתוח שיווי משקל כימי.

לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לאפיין פליטת בעירה ולבנות מתקן בעירה לדגם לבדיקת תאי דלק. אל תשכח שעבודה עם בעירה עלולה להיות מסוכנת ביותר ויש להשתמש תמיד באמצעי זהירות כגון מעכב להבה, שסתומים חד כיווניים וציוד מגן אישי אחר בעת ביצוע הליך זה. בעקבות הליך זה, שיטות אחרות, כמו שילוב תא דלק ומבער יחד יכולות לעזור לענות על שאלות נוספות לגבי יציבות ביצועים לטווח ארוך, שקיעת פחמן ויעילות המערכת הכוללת של תא הדלק בעזרת הלהבה.