CHEMILUMINESCENT EMISSION AND ACOUSTIC PRESSURE DYNAMICS MEASUREMENTS OF IMPINGING PROPANE DIFFUSION FLAME ON UN-COOLED CIRCULAR PLATE

Fatima M. Elafi, Salem A. Farhat, and Mohamed K. Al-Taleb



Mechanical and Industrial Engineering Department, University of Tripoli, Libya

E-mail: salemfarhat_t@yahoo.co.uk.

الملخص



تم في هذه الورقة قياس الانبعاث الضوئي الكيميائي والانبعاث السمعي معاً في نفس الوقت للهب الانتشاري المرتطم على قرص دائري مسطح عند اعدادات معملية مختلفة وذلك باستخدام تقنيتين مختلفتين هما الخلية الضوئية ونظام لاقط الصوت (الميكرفون). الغرض من هذا البحث هو معرفة نمط وسلوك وارتباط ديناميكية الانبعاث الضوئي الكيميائي بالانبعاث السمعي للهب الانتشاري المرتطم على الاسطح المستوية. الدراسة تضمنت قياس وتحليل ديناميكية اللهب عند ظروف تشغيل مختلفة كقطر الحارق والمسافة بين سطح الارتطام ومخرج فوهة الحارق. تم في هذه الدراسة اجراء التحليل الطيفي للإشارتين الضوئية والسمعية، وأيضاً الاختلاف الطوري بين الإشارتين وذلك باستخدام (Phase space diagram). تضمنت النتائج ديناميكية اللهب عند ظروف قبل انطفاء اللهب بقليل وهي الظرف التي تكون فيها عدم الاستقرارية للهب عالية جداً. أظهرت النتائج أن الاشارتين السمعية والضوئية لهما ارتباط قوي تحت كل الظروف المختلفة وأن الاشارتين تقريبا لهما اختلاف طوري 90 درجة. لذلك يجب أخذ الحيطة عند استخدام إشارات الانبعاث الضوئي السمعي في منظومات التحكم في عدم إستقرارية لهب الاحتراق.


ABSTRACT



In this paper, detailed simultaneous measurements of the chemiluminescent emission and acoustic pressure of impinging propane diffusion flame on the circular plate at different setup configurations have been carried out using two different techniques; light cell and microphone systems. The purpose of this research is to experimentally characterize the mode and correlate the global Chemiluminescence emissions and acoustic pressure dynamics of impinging diffusion flame jets. The study considers the measurement and analysis of the chemiluminescence emissions and acoustic pressure at different operating conditions including burner diameters and the distance between the impingement plate and burner exit (H/D). This study makes available very detailed power spectra of two simultaneously measured of signals. Moreover, phase space diagrams between two signals have been presented and analysed. The results show that the chemiluminescence and acoustic pressure at just before flame blowout have strong correlations under all operating conditions and the two signals are almost out of phase with approximately of 90 degrees. Care has to be taken in using the chemiluminescent emission and acoustic signals for control of combustion instabilities.