An Experimental Study on Ethanol-Air Mixtures for Laminar Burning Velocity

يزداد الاهتمام في السنوات الأخيرة بمصادر الطاقة البديلة، و يعد الإيتانول واحداً من بـين أبرز أنواع الوقود البديلة القابلة للاستعمال مستقبلاً في وسائط النقل الصغيرة. فهو يمتلـك عدداً من المزايا التي تجعله وقوداً ممتازاً، حيث يخلف احتراقه كميات قليلة جداً مـن غـاز أول أكسيد الكربون السام، و هو أيضاً حيادي من زاوية تفاقم تـأثير غـاز ثـاني أوكسـيد الكربون على ظاهرة الدفيئة، و عند المقارنة مع وقود البنزين يحتاج الايتانول إلى كميات أقل من الهواء للاحتراق؛ فالنسبة الستويومترية للبنزين هي 15/1 في حين للإيتانول 9/1 . أقيمت التجارب ضمن مجال واسع من قيم الضغط و درجات الحرارة، و استخدمت لذلك غرفتا احتراق ثابتتا الحجم، أولاهما كروية و ثانيتهما أسطوانية ذات نافذتين على الأطـراف. فـي الحسابات استخدم نموذج ترمودينامي لتحديد سرعة الاحتراق اعتباراً من المنحنى التجريبي الدينامي لازدياد الضغط مع الزمن في قياسات الحجرة الكروية، نتيجة للبحـث تـم تحديـد سرعة الاحتراق الصفائحية و درست بنية اللهب عند احتراق خلائط الايتانول مـع الهـواء، جرت دراسة تنامي اللهب بالتصوير عبر نوافذ الكرة الأسطوانية؛ حيث لوحظت أشكال تنامي كرة اللهب الملساء و المتجعدة باستخدام آلة تصوير رقمية عالية السرعة.

In recent years the interest in renewable energy resources is increasing. Ethanol is considered as one of the promising alternative fuels. It has many advantages that make it an excellent motor fuel, Ethanol combustion relatively yields much lower amounts of poisonous carbon monoxide (that is very important in crowded cities), and it is also CO2-neutral in regards to the greenhouse effect. In comparison with gasoline, ethanol needs less amount of air for combustion, so the stoichiometric ratio for gasoline is 15:1, but for ethanol is 9:1. The burning velocity and flame structure of ethanol –air mixtures over a wide range of pressure and temperature have been studied using both a constant volume spherical and a cylindrical chamber with end windows. A thermodynamic model was used to calculate the burning velocity from the measured dynamic pressure rise in the spherical chamber. Photographic observations were made through the end windows in the cylindrical chamber. Smooth and cracked flames were all observed by using a highspeed camera.