yanma Karakterizasyonu ve Model Yakıt Kalkınma Micro-tübüler Alev destekli Yakıt Hücreleri

Bu yanma karakterizasyon deneyinin genel amacı, karışımdaki bir katı oksit yakıt hücresini test etmek için ilgilenilen egzoz türlerini karıştırarak bir model yanma egzozu geliştirmektir. Bu maxsell, katı oksit yakıt hücresi alanlarında, endotermik yakıt reformörü yerine daha az zengin yanmanın oluşup oluşmadığı gibi önemli soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, aslında tüm bir brülör ve yakıt hücresi prototipi geliştirmeden yakıt hücresi testi için bir model yanma egzozu geliştirebilmemizdir.

Bu yöntemin görsel gösterimi çok önemlidir, çünkü deney kurulum prosedürü, güvenlik önlemleri ve sorun gidermenin tek başına bir makaleyi okuyarak anlaşılması zor olabilir. Hava kaynakları ve metan yakıtı ile bir tezgahta hazırlanmış bir yanma odası kullanarak karakterizasyon aparatını oluşturun. Önceden belirlenmiş akış hızlarına göre kütle akış kontrol cihazlarını seçin.

Bu deney için, metan için dakikada 40 litrelik bir kontrolör kullanın. Hava için dakikada 200 litrelik bir kontrol cihazı kullanın. Ardından, bakır boru alın ve metan kaynağının çıkışına bağlayın.

Oradan, boruyu yakıt kütle akış kontrolörüne bağlayın. Benzer şekilde, hava kütlesi akış kontrol cihazını kaynağına bağlayın. Güvenlik için, metan akış kontrol cihazından sonra tek yönlü bir valf ekleyin.

Valfi yalnızca kontrolörden uzağa akışa izin verecek şekilde yönlendirin ve kontrolör çıkışına bağlayın. Ardından, havadan gelen akışları ve yakıt akış kontrolörlerini birleştirmek için bakır boru kullanın. Denetleyicilerden gelen akışların bir T konektörü girmesini sağlayın.

Ek güvenlik önlemleri olarak, T konektöründen sonra bir alev tutucu ve başka bir tek yönlü valf yerleştirin. Bu kurulumda, tek yönlü valf önce T konektörüne bağlanır ve T konektöründen uzağa akışa izin verecek şekilde yönlendirilir. Sırada alev tutucu var.

Gazlar için kaynak tanklarında, regülatörleri uygun basınçlara ayarlayın. Bu deney için bu 138 kilopaskal. Tezgaha geri döndüğünüzde, tüm boruları sızıntılara karşı test etmek için sızıntı tespit çözümü edinin.

Akış kontrolörleri açıkken, sızıntı tespit solüsyonunu bir fırça ile bakır borunun üzerine uygulayın. Sızıntı olduğunu gösterecek kabarcık olmadığından emin olun. Bu noktada, dikkatinizi yanma odasına ve bağlı brülöre çevirin.

Bu oda, uçları odanın merkezinde olacak şekilde halihazırda yerinde olan K tipi termokupllara sahiptir. Hazne uzunluğu boyunca uzanan portlar hem yanma egzoz analizini hem de termokuplları barındırır. Termokuplları çaplarına uygun sıkıştırma bağlantı parçaları kullanarak monte edin.

Bir termokupl eklemek için, zaten hazne duvarında bulunan sıkıştırma fitinginin gövdesi ile başlayın. Gövdeye uygun bir yüksek sıcaklık metal yabani hayvan yerleştirin. Ardından, sıkıştırma somununu, içinden gövdeye geçirilmiş bir termokupl probu ile indirin.

Termokupl probunu, ucu haznenin ortasına gelene kadar itin. Ardından, hazneyi bu açıklıktan sızıntılara karşı kapatmak için sıkıştırma somununu sıkın. Veri toplama ve kontrol için termokuplları bilgisayar kurulumuna bağlayın.

Kütle akış kontrolörlerinin çıkışını yanma odası brülörüne bağlamak için geri dönün. Bunun için, akışı tek yönlü vanadan yanma odasına göndermek için bakır boru kullanın. Son ekleme, burada zaten monte edilmiş olan egzozu test etmek için kullanılan donanımdır.

Bunun için, odadaki bir egzoz portu, gazların bakır boruya akmasına izin verir. Bu boru üç bir vanaya girer. Valfin bir çıkışı, bir gaz kromatografına giden borudur.

Diğer çıktı, egzozu çekmek ve yeniden yönlendirmek için kullanılan 25 mililitrelik bir şırıngaya giden borudur. Kurulum artık karakterizasyon için kullanılabilir. Testten önce şırıngayı ve üç vanayı hazırlayın.

İlk olarak, şırınga pistonunu tamamen içeri itin. Ardından, egzoz portu tarafındaki üç vananın açık olduğundan emin olun. Yakıt ve hava akışını başlatmak ve veri toplamaya başlamak için bilgisayara geçin.

Tutuşma kolaylığı için zengin bir karışım kullanarak hava akışını ve metan akışını başlatın. Bir bütan çakmağı alın ve yanma odasının sonuna gidin. Bunu yapmak güvenli olduğunda, karışımı tutuşturun.

Devam etmeden önce, alevin brülör önünde stabilize olduğundan emin olmak için görsel bir kontrol yapın. Alevin sönmesini önlemek için hava akışı yavaşça istenen değere ayarlandığı için bu alev değişmektedir. Bu arada, termokupl sıcaklıklarını izleyin ve sıcaklıklar stabilize olduğunda sıcaklık verilerini kaydedin.

Şimdi, üç vanaya bağlı şırıngaya gidin. Egzoz portundan kalan gazı ve egzozu çıkarmak için pistonu geri çekin. Gaz kromatograf tarafını açmak ve egzoz portu tarafını kapatmak için üç valfi kullanın.

Egzozun tamamı gaz kromatografına gönderilene kadar pistonu iterek devam edin. Şırınganın daha fazla artık gaz ve egzoz çıkarmasına izin vermek için valfi geri çevirin. Gazı çıkarmaya ve tüm artık gazlar giderilene kadar gaz kromatografına enjekte etmeye devam edin.

Tüm artık gazlar arı çıkarıldığında, analiz için son bir egzoz numunesi çıkarın. Üç valfi çevirin ve egzoz gazını gaz kromatografına itin. Gaz kromatograf analizini gerçekleştirin ve verileri kaydedin.

Başka bir hava akış hızı seçerek ve yeni eşdeğer oran için analizi tekrarlayarak devam edin. Metan ve hava yanmasının kimyasal denge analizi için bu sonuçlar, farklı eşdeğer oranlarda egzoz gazı bileşiminin termodinamik denge tahminlerini verir. Sol dikey eksen, siyahla çizilen Nitrojen gazının hacim yüzdesi içindir.

Sağ dikey eksen, egzoz ürünleri ve diğer moleküller için hacim yüzdesi ölçeğini verir. Bu analiz, deney verileriyle mükemmel bir şekilde eşleşmek zorunda değildir, ancak beklenen eğilimleri ve sonuçların büyüklüğünü göstermelidir. Yanma odası için ilk deney verileri, kimyasal denge analizinden beklenen eğilimleri takip etmedi.

Örneğin, kırmızı renkteki moleküler oksijen verileri, düşük eşdeğerlik oranlarına kıyasla yüksek eşdeğerlik oranlarında yüksek bir konsantrasyon olduğunu göstermektedir. Bu, diğer verilerin doğruladığı yanma odasında eksik karıştırma veya geri akışın olası bir göstergesidir. Geri akış tanımlandığında ve önlendiğinde, veriler kimyasal denge analizinden beklenen eğilimlerle daha tutarlıydı.

Bu videoyu izledikten sonra, bir yanma egzozunun nasıl karakterize edileceğini ve yakıt hücresi testi için bir model yanma aspiratörünün nasıl oluşturulacağını iyi anlamış olmalısınız. Yanma ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken daima alev tutucu, tek yönlü valfler ve diğer kişisel koruyucu ekipman gibi önlemlerin kullanılması gerektiğini unutmayın. Bu prosedürü takiben, bir yakıt hücresi ve bir brülörü birbirine entegre etmek gibi diğer yöntemler, alev destekli yakıt hücresinin uzun vadeli performans kararlılığı, Karbon birikimi ve toplam sistem verimliliği hakkında ek soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir.