b- Gas sampling and analysis. Gas s

b- Gas sampling and analysis. Gas samples were withdrawn through a quartz micro probe as described in section 2.4.3. To avoid condensation of the sample, the lines and vessels were lagged and heated by regulated power heating tapes. The volume of the sample and its rate of injection into the chromatograph are critical for repeatability of the analysis. A 2 ml Hamilton gas tight syringe injected 0.5 ml of sample from the sample vessel into the column through the septum. The syringe was cleaned regularly during use to remove traces of other materials. The flow rate in the system had to be carefully watched and septum renewed when a leak occurred. Samples from methanol-air flat flames at 0.089 atm were collected, and analyzed for concentrations of C02, CO, 02, H2 and CH3OH (Bradley et a1 [44]). The Pye Unicam 304 gas chromatograph employed a thermal conductivity detector. Two columns in the same oven, one of Porapak R separated CH30H and C02 and the other of Molecular Sieve 5A separated COz, CO, 02, and H2. They were connected in parallel to form one outlet to the single detector. The working temperature for good resolution with both columns was 413 K, with a carrier gas flow rate of 25 ml min-'. The analysis for CO, 02, and H2 involved injecting the sample through the Molecular Sieve 5A and using the Porapak R as a reference column. Similarly, the analysis of C02 and CH30H involved injecting into the Porapak R column with the Molecular Sieve 5A as a reference. The chromatograph was calibrated with known mixtures. c- Experimental results. Measured mole fraction of the stable species at 0.089 atm and equivalence ratios, I$ of 1.25 and 0.85 are shown as points in Figs. 2.28 (a) to (b), respectively, for an initial temperature of 323 K (Bradley et a1 [44]). Measured gas temperatures and velocities are also shown as points in Fig. 2.28 (c) for only I$ of 1.25. These measurements were used to derive the net reaction rate as described below (Abu- Elenin et al [ 1541). The volumetric rate of chemical reaction of each species, Ri, was calculated from the species conservation equation with the assumptions that the flame is in steady state one-dimensional, pressure is uniform, the flame is adiabatic, and thermal diffusion is negligible, and becomes: pU dMi Ri =--- mi dx (2.33)
where, Ri is the net molar rate of species i in hole me3 s-I, Mi is mass flux fraction of each species which inclusive of diffusion and convective velocity. This is calculated throughout the flame as follows [258]:
(2.34)
where, U is the mean flow velocity, Ui is the diffusion velocity of species i, and Xi is the species mole fraction. The diffusion velocity of each species i, was calculated by Fick's law with a binary diffusion coefficient, Dij, for the various species in nitrogen. Such coefficients were calculated using the Lennard Jones potential in Ref. 259, and Ui is expressed as:
Simple Fuels-NrO~ Flames 145
Dij dXi u. =--- Xi dx I (2.35)
The mole fraction of each species Xi over a distance, x, is interpolated into 30 zones with the fixed stepwidth, dx, of 0.25 mm. At each zone, the points are fitted with a linear straight line fit and then differentiated with respect to x. Also the value of C, was calculated for the different species using data from the JANAF Table [ 131 and Ref. 260. The neglection in this calculation, of highly diffisive species such as free H, 0 and OH atoms may result inaccuracies, but the kinetic mechanism takes into account the diffision of these species. The differential of the mass flux fraction, dMi(x)/dx, for each species is expressed at each position x by the same way of calculating the mole fraction over the distance x. Hence, the measured net reaction rate of each species, Ri over the stepwidth, dx, of 0.25 mm, is the multiplication of the differential dMi/dx and the basic parameters, p and U. Figures 2.30 (a) to (c) show the experimental net reaction rate as points for the above species at I$ = 1.25. Similar results are found for 4 = 0.85 and 1 .O. The unburnt gas velocity was measured by Laser Anemometry at the position of lowest temperature, as indicated by the thermocouple (Bradley et ai [44]). However, it must be born in mind [44] and as indicated before, that the burning velocities might more properly be referred to the luminous zone of the flame, and this was used as a correction factor to obtain the burning velocities by using the area ratio of unburnt gas and luminous zone, caused by flow divergence (using flame photography). This leads to 5 % to 15 % reduction in the measured unburnt gas velocity. These measured burning velocities at different equivalence ratios and pressures of 0.089,O. 13,O. 18,0.2 and 0.25 atm are shown as experimental points in Figs. 2.33 (a) to 2.33 (c). All these measurements will be discussed in the context of reaction mechanism and rate parameters. In all figures, the full, dotted, and dashed curves are the computed results from the kinetic model, which will be discussed now.

Kết quả (Việt) 1:

b - khí lấy mẫu và phân tích. Khí mẫu đã ngừng hoạt động thông qua một thăm dò vi thạch anh như được diễn tả trong phần 2.4.3. Để tránh sự ngưng tụ của mẫu, các đường và tàu đã được lagged và sưởi ấm bởi quy định điện, Hệ thống sưởi băng. Khối lượng của mẫu và tỷ lệ tiêm vào sắc ký rất quan trọng cho độ phân tích. 2 ml Hamilton khí chặt chẽ xi lanh tiêm cách 0.5 ml mẫu từ các tàu mẫu vào cột thông qua vách ngăn. Ống tiêm đã được làm sạch thường xuyên trong thời gian sử dụng để loại bỏ các dấu vết của các tài liệu khác. Tốc độ dòng chảy trong hệ thống đã được cẩn thận theo dõi và vách ngăn gia hạn khi một rò rỉ xảy ra. Mẫu từ hỗn hợp methanol-máy phẳng ngọn lửa tại 0.089 máy atm được thu thập và phân tích cho các nồng độ của C02, CO, 02, H2 và CH3OH (Bradley et a1 [44]). Sắc ký khí Pye Unicam 304 sử dụng một máy dò độ dẫn nhiệt. Hai cột trong cùng một lò, một trong Porapak R đã tách CH30H và C02 và khác của sàng phân tử 5A tách ra COz, CO, 02, và H2. Họ được kết nối song song để tạo thành một cửa hàng để các máy dò duy nhất. Nhiệt độ làm việc cho độ phân giải tốt với cả hai cột là 413 K, với một tỷ lệ lưu lượng khí tàu sân bay của 25 ml min-'. Phân tích cho CO, 02, và H2 liên quan đến tiêm chích mẫu thông qua sàng phân tử 5A và sử dụng Porapak R là một cột tham khảo. Tương tự, phân tích C02 và CH30H liên quan đến tiêm vào cột Porapak R với 5A sàng phân tử là một tham chiếu. Sắc ký được hiệu chỉnh với hỗn hợp được biết đến. c - kết quả thử nghiệm. Nốt ruồi đo phần nhỏ của loài ổn định tại 0,089 máy atm và tương đương tỷ lệ, tôi$ 1,25 và 0,85 được hiển thị như là điểm trong Figs. 2,28 (a) đến (b), tương ứng, cho một nhiệt độ ban đầu là 323 K (Bradley et a1 [44]). Nhiệt độ đo khí và vận tốc được cũng hiển thị như là điểm trong hình 2.28 (c) cho chỉ tôi$ 1,25. Các phép đo được sử dụng để lấy được tỷ lệ phản ứng net như mô tả dưới đây (Abu-Elenin et al [1541). Mức thể tích của các phản ứng hóa học của mỗi loài, Ri, được xác định từ phương trình bảo tồn loài với giả định rằng ngọn lửa ở trạng thái ổn định chiều, áp lực là thống nhất, ngọn lửa là nhiệt, và nhiệt phổ biến là không đáng kể, và trở thành: pU dMi Ri =---mi dx (2,33) ở đâu, Ri là tỷ lệ Mol net loài tôi trong lỗ me3 s-I, Mi là hàng loạt thông phần nhỏ của mỗi loài mà bao gồm phổ biến và các vận tốc. Điều này được tính trong suốt ngọn lửa như sau [258]: (2,34) ở đâu, U là vận tốc dòng chảy trung bình, giao diện người dùng là tốc độ phổ biến của loài i, và Xi là loài nốt ruồi phần. Tốc độ phổ biến của mỗi loài tôi, được tính bởi Fick của pháp luật với một hệ số nhị phân phổ biến, Dij, cho các loài khác nhau trong nitơ. Hệ số như vậy đã được tính toán bằng cách sử dụng tiềm năng Lennard Jones trong Ref. 259, và giao diện người dùng được thể hiện như: Nhiên liệu-NrO đơn giản ~ ngọn lửa 145 DIJ dXi u. =---Xi dx tôi (2,35) Phần nốt ruồi của mỗi loài Xi trên một khoảng cách, x, interpolated thành 30 khu vực với stepwidth cố định, dx, của 0.25 mm. Tại mỗi khu vực, các điểm được trang bị với một đường thẳng tuyến tính phù hợp và sau đó phân biệt đối với x. Còn giá trị của C, đã được tính toán cho các loài khác nhau bằng cách sử dụng dữ liệu từ bảng JANAF [131 và Ref. 260. Neglection trong tính toán này, rất diffisive loài chẳng hạn như miễn phí H, 0 và OH nguyên tử có thể dẫn đến không chính xác, nhưng động cơ chế sẽ đưa vào tài khoản diffision của các loài này. Vi phân riêng phần nhỏ khối lượng tuôn ra, dMi (x) / dx, cho mỗi loài được thể hiện ở mỗi vị trí x bởi cùng một cách tính toán phần nốt ruồi trên khoảng cách x. Hence, tỷ lệ phản ứng net đo mỗi loài Ri trên stepwidth, dx, của 0.25 mm, là các phép nhân của dMi/dx vi sai và các thông số cơ bản , p và U. con số 2,30 (a) đến (c) Hiển thị tỷ lệ phản ứng thử nghiệm net như điểm cho các loài trên lúc tôi$ = 1,25. Kết quả tương tự được tìm thấy cho 4 = 0,85 và 1. O. vận tốc unburnt khí được đo bằng Laser Anemometry tại vị trí của nhiệt độ thấp nhất, như được chỉ ra bởi độ (Bradley et ai [44]). Tuy nhiên, nó phải được sinh ra trong tâm trí [44] và như được chỉ ra trước, rằng vận tốc đốt hơn đúng cách có thể được giới thiệu đến khu vực sáng của ngọn lửa, và điều này đã được sử dụng như là một yếu tố điều chỉnh để có được vận tốc đốt bằng cách sử dụng tỷ lệ khu vực khí unburnt và khu vực sáng, gây ra bởi dòng chảy phân kỳ (sử dụng ngọn lửa nhiếp ảnh). Điều này dẫn đến 5%-15% giảm tốc độ đo khí unburnt. Những đo vận tốc đốt tại tỷ lệ khác nhau tương đương và áp lực của 0.089, O. 13, O. 18,0.2 và 0,25 atm được hiển thị như thử nghiệm điểm trong Figs. 2,33 (a) cho 2,33 (c). Tất cả các phép đo sẽ được thảo luận trong bối cảnh cơ chế phản ứng và tốc độ tham số. Trong tất cả các con số, đầy đủ, đường cong rải rác, và tiêu tan là kết quả tính từ các mô hình động, sẽ được thảo luận bây giờ.

Kết quả (Việt) 2:

lấy mẫu khí b- và phân tích. Mẫu khí được thu hồi thông qua một đầu dò vi thạch anh như được mô tả trong phần 2.4.3. Để tránh sự ngưng tụ của mẫu, các dòng và đóng mới tàu bị tụt lại và làm nóng bởi quy định băng nhiệt điện. Khối lượng của mẫu và tỉ lệ của việc tiêm vào máy sắc rất quan trọng cho khả năng lặp lại của phân tích. Một ống tiêm chặt 2 ml Hamilton khí tiêm 0,5 ml mẫu từ các tàu mẫu vào cột thông qua các vách ngăn. Ống tiêm đã được làm sạch thường xuyên trong quá trình sử dụng để loại bỏ các dấu vết của các vật liệu khác. Tốc độ dòng chảy trong hệ thống phải được theo dõi cẩn thận và vách ngăn làm mới lại khi bị rò rỉ xảy ra. Các mẫu từ ngọn lửa phẳng methanol-không khí ở 0,089 atm được thu thập, phân tích và nồng độ của C02, CO, 02, H2 và CH3OH (Bradley et a1 [44]). The Pye Unicam 304 sắc ký khí sử dụng một máy dò dẫn nhiệt. Hai cột trong lò cùng, một trong Porapak R tách CH30H và C02 và một phân tử Sieve 5A tách COz, CO, 02, và H2. Chúng được kết nối song song để tạo thành một lối thoát để dò duy nhất. Nhiệt độ làm việc cho độ phân giải tốt với cả hai cột là 413 K, với tốc độ dòng khí mang 25 ml thướng '. Các phân tích cho CO, 02, và H2 tham gia tiêm mẫu thông qua các phân tử Sieve 5A và sử dụng Porapak R như là một cột tham chiếu. Tương tự như vậy, các phân tích của C02 và CH30H tham gia tiêm vào cột với Molecular Sieve 5A Porapak R như một tài liệu tham khảo. Sắc phổ được hiệu chuẩn với các hỗn hợp được biết đến. c- Kết quả thí nghiệm. Đo phần mol của các loài ổn định ở mức 0,089 atm và tương đương tỷ lệ, tôi $ 1,25 và 0,85 được hiển thị như là các điểm trong hình. 2.28 (a) (b), tương ứng, cho một nhiệt độ ban đầu của 323 K (Bradley et a1 [44]). Nhiệt độ khí đo vận tốc và cũng được hiển thị như là các điểm trong hình. 2.28 (c) cho duy nhất tôi $ 1,25. Những phép đo này được sử dụng để lấy tốc độ phản ứng thuần như mô tả dưới đây (Abu- Elenin et al [1541). Tỷ lệ thể tích của phản ứng hóa học của từng loài, Ri, đã được tính toán từ phương trình bảo tồn loài với các giả định rằng ngọn lửa trong trạng thái ổn định một chiều, áp lực là thống nhất, ngọn lửa là đoạn nhiệt và khuếch tán nhiệt là không đáng kể, và trở thành : pU DMI Ri = --- mi dx (2.33)
trong đó, Ri là tỷ lệ mol ròng của loài i trong me3 lỗ sĩ, Mi là phần thông lượng khối lượng của mỗi loài trong đó bao gồm việc truyền bá và vận tốc đối lưu. Điều này được tính toán trong cả ngọn lửa như sau [258]:
(2.34)
trong đó, U là vận tốc dòng chảy trung bình, Ui là vận tốc khuếch tán của loài i, và Xi là các loài phân số nốt ruồi. Vận tốc khuếch tán của mỗi loài i, đã được tính toán bằng pháp luật Fick với một hệ số khuếch tán nhị phân, dij, đối với các loài khác nhau trong nitơ. Hệ số đó được tính toán bằng cách sử dụng các tiềm năng Lennard Jones trong Ref. 259, và Ui được thể hiện như:
Nhiên liệu-NRO Simple ~ Flames 145
dij DXi u. = --- Xi dx I (2.35)
Các phân số mol của mỗi loài Xi trên một khoảng cách, x, được nội suy thành 30 khu với stepwidth cố định, dx, 0,25 mm. Tại mỗi khu vực, các điểm được trang bị với một tuyến đường thẳng phù hợp và sau đó phân biệt đối với x. Còn giá trị của C, đã được tính toán cho các loài khác nhau bằng cách sử dụng dữ liệu từ các JANAF Bảng [131 và Ref. 260. Các neglection trong tính toán này, các loài cao diffisive như H miễn phí, 0 và nguyên tử OH có thể dẫn đến sự thiếu chính xác, nhưng cơ chế động học sẽ đưa vào tài khoản các diffision của các loài này. Sự khác biệt của phần thông tin đại chúng, DMI (x) / dx, với mỗi loài được thể hiện ở từng vị trí x của cùng một cách tính toán phân số nốt ruồi trên khoảng cách x. Do đó, tốc độ phản ứng thuần đo của mỗi loài, Ri trong stepwidth, dx, 0,25 mm, là nhân của sự khác biệt DMI / dx và các thông số cơ bản, p và U. Hình 2.30 (a) đến (c) chương trình tốc độ phản ứng ròng nghiệm như điểm cho các loài trên ở I $ = 1,25. Kết quả tương tự cũng được tìm thấy cho 4 = 0,85 và 1 .o. Vận tốc khí không cháy được đo bằng Laser Anemometry tại vị trí có nhiệt độ thấp nhất, như được chỉ ra bởi các cặp nhiệt điện (Bradley et ai [44]). Tuy nhiên, nó phải được sinh ra trong tâm trí [44] và như được chỉ ra trước đây, mà vận tốc cháy đúng hơn có thể được giới thiệu đến các vùng sáng của ngọn lửa, và điều này đã được sử dụng như một yếu tố điều chỉnh để có được vận tốc cháy bằng cách sử dụng khu vực này tỷ lệ khí không cháy hết và vùng sáng, gây ra bởi dòng chảy phân kỳ (sử dụng nhiếp ảnh ngọn lửa). Điều này dẫn đến 5% đến 15% giảm trong vận tốc khí không cháy hết đo. Những vận tốc cháy đo ở các tỷ lệ tương đương nhau và áp lực của 0,089, O. 13, O. 18,0.2 và 0,25 atm được hiển thị như là điểm thử nghiệm trong Figs. 2.33 (a) đến 2,33 (c). Tất cả các phép đo này sẽ được thảo luận trong bối cảnh cơ chế phản ứng và các thông số tốc độ. Trong tất cả các số liệu này, đầy đủ, rải rác, và tiêu tan cong được các kết quả tính toán từ các mô hình động học, mà sẽ được thảo luận bây giờ.