Mikrospalování - Micro-combustion
Mikrospalování je sekvence exotermické chemické reakce mezi palivem a oxidantem doprovázená tvorbou tepla a přeměnou chemických látek na mikroúrovni . Uvolňování tepla může mít za následek produkci světla ve formě buď žhnoucího, nebo plamenného . Zajímavá paliva často zahrnují organické sloučeniny (zejména uhlovodíky ) v plynné, kapalné nebo pevné fázi. Hlavním problémem mikrospalování je vysoký poměr povrchu k objemu . Vzhledem k tomu, že poměr povrchu k objemu zvyšuje tepelné ztráty ke stěnám spalovací komory, což vede k hašení plamenem .
V našem každodenním životě je stále důležitější vývoj miniaturizovaných produktů, jako jsou mikroroboti , notebooky , mikroprocesory a další malá zařízení. Roste zájem o vývoj malých spalovacích komor pro napájení těchto mikrozařízení kvůli jejich inherentním výhodám vyšší hustoty energie , vyšších koeficientů přenosu tepla a hmoty a kratších dob dobíjení ve srovnání s elektrochemickými bateriemi . Hustota energie uhlovodíkových paliv je 20–50krát vyšší než u nejpokročilejších elektrochemických baterií založených na Li-ion konceptu. Koncept mikrotepelného motoru navrhli Epstein a Senturia v roce 1997. Od té doby bylo vynaloženo značné úsilí na vývoji a používání takových zařízení malého rozsahu pro výrobu energie spalováním uhlovodíkových paliv. Mikrokogenerátory jsou atraktivní alternativou k bateriím , protože mají velký poměr povrchové plochy k objemu, díky čemuž se přes stěny přenáší značné množství tepla, což vede k hašení plamenem . Zvýšená rychlost přenosu tepla pevnými stěnami je však výhodná v případě parních reformátorů používaných pro výrobu vodíku .
B. Khandelwal a kol. experimentálně studovali limity stability plamene a další charakteristiky ve dvoustupňovém mikrospalovacím zařízení. Zjistili, že stupňovité spalovací zařízení vede k vyšším limitům stability plamene a navíc nabízí také profily vyšších teplot, které by byly užitečné při využití tepla produkovaného spalováním. Maruta a kol. experimentálně studovali charakteristiky šíření plamene předem smíchaných směsí metanu a vzduchu v přímém křemenném kanálu o průměru 2,0 mm s pozitivním teplotním gradientem stěny ve směru toku. Jednalo se o jednoduchou jednorozměrnou konfiguraci ke studiu charakteristik stabilizace plamene v mikrokanálech. Jiní vědci studovali chování stabilizace plamene a výkon spalování ve švýcarském válcovém spalovacím zařízení, motorech s mikroplynovými turbínami, mikro-termofotovoltaickém systému, motoru s volným pístem, spalovacím zařízení s mikro trubkami, spalovacích komorách s radiálním kanálem jiné typy mikrospalovače.