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 Gas samples were withdrawn through a quartz micro probe as described in section 2.4.3.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) 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.