Verbranding Karakterisatie en Model Fuel Development voor Micro-buis-Flame bijgestaan ​​Fuel Cells

Het algemene doel van dit experiment voor karakterisering van verbranding is om een modelverbrandingsuitlaat te ontwikkelen door de verbrandingssoorten die van belang zijn te mengen om een solid oxide fuel cell in het mengsel te testen. Deze maxsold kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvragen op het gebied van solid oxide fuel cells, zoals of er zich minder rijke verbranding vormt in plaats van een endottherme brandstofreformer. Het grote voordeel van deze techniek is dat we een modelverbrandingsuitlaat kunnen ontwikkelen voor brandstofceltesten zonder dat we daadwerkelijk een hele brander en brandstofcelprototype hoeven te ontwikkelen.

Visuele demonstratie van deze methode is cruciaal, omdat de procedure voor de experimentele opstelling, veiligheidsmaatregelen en het oplossen van problemen moeilijk te begrijpen zijn door alleen een manuscript te lezen. Bouw het karakteriseringsapparaat met een voorbereide verbrandingskamer op een werkbank met luchtbronnen en methaanbrandstof. Selecteer de massastroomregelaars op basis van eerder bepaalde stromingssnelheden.

Gebruik voor dit experiment een regelaar van 40 liter per minuut voor methaan. Gebruik een regelaar van 200 liter per minuut voor lucht. Neem vervolgens koperen buis en sluit deze aan op de uitlaat van de methaanbron.

Verbind vervolgens de buis met de massastroomregelaar van de brandstof. Verbind op dezelfde manier de massastroomregelaar van de lucht met de bron. Voeg voor de veiligheid een eenrichtingsklep toe na de methaanstroomsturing.

Richt de klep zo dat de stroom alleen van de regelaar weg kan en sluit deze aan op de uitgang van de regelaar. Gebruik vervolgens koperen buis om de stromingen van de lucht- en brandstofregelaars samen te voegen. Laat de stromingen van de regelaars een T-aansluiting binnenkomen.

Als extra veiligheidsmaatregelen plaats u een vlamstopper en nog een eenrichtingsklep na de T-aansluiting. In deze opstelling is de eenrichtingsklep eerst verbonden met de T-aansluiting, gericht om stroming weg van de T-aansluiting mogelijk te maken. De vlamstopper is vervolgens.

Bij de bronnen voor de gassen, stel de regelaars in op de juiste druk. Voor dit experiment is dat 138 kilopascal. Terug op de werkbank, haal een lekdetectorvloeistof om alle buizen op lekken te testen.

Met de stroomsturingen aan, brengt u de lekdetectorvloeistof met een borstel aan op de koperen buis. Zorg ervoor dat er geen luchtbellen zijn, wat op een lek zou duiden. Op dit punt richt u de aandacht op de verbrandingskamer en de aangesloten brander.

Deze kamer heeft al K-type thermokoppels op hun plaats, met hun uiteinden in het midden van de kamer. Poorten langs de lengte van de kamer zijn geschikt voor zowel verbrandingsuitlaatanalyse als de thermokoppels. Monteer de thermokoppels met behulp van compressiefittingen die overeenkomen met hun diameter.

Om een thermokoppel toe te voegen, begint u met de schacht van de compressiefitting die zich al in de kamerwand bevindt. Plaats een geschikt metaal van hoge temperatuur in de schacht. Vervolgens laat u de compressiering zakken met een thermokoppelsonde erdoorheen op de schacht.

Duwt de thermokoppelsonde door totdat het uiteinde zich in het midden van de kamer bevindt. Draai vervolgens de compressiering vast om de kamer tegen lekken van deze opening te af te sluiten. Verbind de thermokoppels met de computeropstelling voor gegevensverzameling en -besturing.

Keer terug om de uitgang van de massastroomregelaars aan te sluiten op de brander van de verbrandingskamer. Gebruik hiervoor koperen buis om de stroom van de eenrichtingsklep naar de verbrandingskamer te sturen. De laatste toevoeging is de hardware voor het testen van de uitlaat, die hier al is geassembleerd.

Hiervoor zorgt een uitlaatpoort in de kamer ervoor dat gassen in de koperen buis stromen. Deze buis gaat naar een driewegklep. Een uitgang van de klep is buisleiding die leidt naar een gaschromatograaf.

De andere uitgang is buisleiding die naar een spuit van 25 milliliter gaat, die wordt gebruikt voor het opnemen en omleiden van uitlaat. De opstelling kan nu worden gebruikt voor karakterisering. Bereid voor het testen de spuit en de driewegklep voor.

Druk eerst de zuiger van de spuit helemaal in. Zorg er vervolgens voor dat de driewegklep open staat aan de uitlaatpoortzijde. Ga naar de computer om de brandstof en lucht te laten stromen en start de gegevensverzameling.

Start de luchtvloed en de methaanvloed met een rijk mengsel voor een gemakkelijke ontsteking. Neem een butaanaansteker en ga naar het uiteinde van de verbrandingskamer. Wanneer dat veilig is, ontsteekt u het mengsel.

Voordat u doorgaat, voert u een visuele controle uit om ervoor te zorgen dat de vlam zich aan de voorkant van de brander heeft gestabiliseerd. Deze vlam verandert terwijl de luchtstroom langzaam wordt aangepast naar de gewenste waarde om het blussen van de vlam te voorkomen. Controleer ondertussen de thermokoppeltemperaturen en noteer de temperatuurgegevens wanneer de temperaturen stabiliseren.

Ga nu naar de spuit die is verbonden met de driewegklep. Trek de zuiger terug om restgas en uitlaat uit de uitlaatpoort te extraheren. Gebruik de driewegklep om de gaschromatograafzijde te openen en de uitlaatpoortzijde te sluiten.

Ga verder door de zuiger in te drukken totdat al het uitlaatgas naar de gaschromatograaf is gestuurd. Zet de klep terug om de spuit te laten extraheren meer restgas en uitlaat. Blijf gas extraheren en in de gaschromatograaf injecteren totdat alle restgassen zijn verwijderd.

Wanneer alle restgassen zijn verwijderd, neemt u een laatste uitlaatmonster voor analyse. Draai de driewegklep om en duwt het uitlaatgas in de gaschromatograaf. Voer de gaschromatograafanalyse uit en noteer de gegevens.

Ga verder door een andere luchtvloed te kiezen en de analyse voor de nieuwe equivalentieverhouding te herhalen. Deze resultaten voor chemische evenwichtsanalyse van methaan en luchtverbranding geven de thermodynamische evenwichtsvoorspellingen van de samenstelling van het uitlaatgas bij verschillende equivalentieverhoudingen. De linker verticale as is voor het volumepercentage van stikstofgas, uitgezet in zwart.

De rechter verticale