ABSTRACT

The concept of exergy is adopted for the assessment of constant-volume adiabatic combustion processes. For such processes, the temperature of the combustion products attains its maximum value. The results show that both entropy production and irreversibility values are almost equal for the octane and methane gases, and those values increase with the increase in the equivalence ratio. It is found that from the exergy point of view, the use of the methane gas as a fuel is more efficient than that of the octane, and the effectiveness (second-law efficiency) increases with the increase in the equivalence ratio, for instance, the exergy of the products reaches a value of 39.79 MJ/kg for the methane gas and 34.94 MJ/kg for the octane gas at equivalence ratio equal to one. It is found that the effectiveness of the combustion process is 76.5% for the methane and 73.3% for the octane, therefore, 23.5% of the fuel exergy is destructed during the combustion of methane and 26.7% of the fuel exergy is destructed during the combustion of octane.

الملخص

تم في هذه الورقة استخدام مفهوم الإكسيرجي لتقييم عمليات الإحتراق الكاظمة للحرارة (أديباتية) مع ثبوث الحجم لغازي الميثان والأوكتان. يصاحب هذا النوع من العمليات بلوغ درجة حرارة نواتج الإحتراق القيم القصوى. بيّنت النتائج إن مقدار الإنتروبي المنتجة واللاانعكاسية لكل كيلوجرام من الوقود تكاد تكون متساوية لغازي الأوكتان والميثان، وإنها تتناقص مع زيادة نسبة التكافؤ للغازين. أوضحت النتائج أن الفاعلية (كفاءة القانون الثاني) تكون أكبر لغاز الميثان منها لغاز الأوكتان، وأنها تزداد مع زيادة نسبة التكافؤ، وأن اكسيرجي نواتج الإحتراق على سبيل المثال للكيلوجرام الواحد من الوقود بلغت 39.79 ميجاجول لغاز الميثان عند نسبة تكافؤ تساوي واحد، وبلغت 34.94 ميجاجول لغاز الأوكتان عند نفس النسبة.
بيّنت النتائج أن فاعلية الاحتراق عند نسبة تكافؤ تساوي واحد و 73.3% للأوكتان، وبلغت 76.5% للميثان، وهذا يعني أنه عند هذه النسبة يتم تحطيم 26.7% من اكسيرجي الأوكتان وتحطيم 23.5% من اكسيرجي الميثان خلال عملية الإحتراق.