كلية الهندسة

تمت مناقشة رسالة ماجستير في قسم الهندسة الميكانيكية بعنوان “نمذجة لحارق الفرن الدوار باستخدام الوقود الثقيل والغاز الطبيعي لمعمل سمنت الحدباء” للطالب أنمار يوسف محمود في تمام الساعة التاسعة من يوم الأربعاء الموافق ١ / ٦ /٢٠٢٢ وعلى قاعة الدراسات العليا.
البحث هو دراسة نظرية لاحتراق الغاز الطبيعي وزيت الوقود الثقيل والمقارنة بينهما في مصانع الإسمنت وقد تم اختيار موقد فرن معمل سمنت الحدباء كنموذج لهذة الدراسة. يتكون البحث من محورين، الاول شمل دراسة أحادية البعد باستخدم البرنامج الهندسي ANSYS CHEMKIN لدراسة درجة حرارة وسرعة جبهة اللهب وكمية الحرارة المتحررة وكمية ألانبعاثات من أكاسيد النتروجين والكربون لكل وقود على حدة ثم المقارنة بينهما عندما تكون النسبة المكافئة بين (0.7 إلى 1.2) ودرجة حرارة المتفاعلات من 300 كلفن إلى 400 كلفن وضغط المتفاعلات من 1جو إلى 10جو.
بينت النتائج أن درجة حرارة وسرعة جبهة اللهب وكمية الحرارة المتحررة تصل إلى أعلى قيمة عندما تكون النسبة المكافئة قريبة من النسبة المثالية (وهي1) وتتناقص القيم في أعلاه عندما تكون النسبة المكافئة أقل أو أكبر من 1. بينما وجد ان سرعة جبهة اللهب تتناسب تناسباً عكسياً مع ضغط المتفاعلات وطردياً مع درجة حرارة المتفاعلات. كذلك بين البحث أن درجة حرارة اللهب وسرعة جبهة اللهب وكمية الحرارة المتحررة لزيت الوقود الثقيل أعلى من درجة حرارة وسرعة جبهة اللهب وكمية الحرارة المتحررة للغاز الطبيعي وبنسبة 2% و35% و 50% على التوالي. اما فيما يخص المحور الثاني، فقد أجريت دراسة نظرية ثنائية البعد لموقد حراري مشابه لما عليه في معمل سمنت الحدباء المذكور أنفاً باستخدام البرنامج الهندسي ANSYS FLUENT لبيان خصائص سلوك الشعلة ودرجة حرارة اللهب وكمية الانبعاثات وتكوين السخام ولكلا الوقودين والمقارنة بينهما. بينت النتائج ثنائية البعد بأن انتشار اللهب للغاز الطبيعي أعلى من انتشار اللهب لزيت الوقود الثقيل. بينما كانت درجة حرارة اللهب لزيت الوقود الثقيل أعلى من درجة حرارة اللهب للغاز الطبيعي وبنسبة قدرها 4.6%. وعند مضاعفة كمية الوقود الداخلة للاحتراق تصل نسبة الزيادة بين الوقودين إلى 4.8%. فيما يخص الانبعاثات الناتجة من كلا الوقودين فقد بينت النتائج أن كمية أنبعاث أكاسيد النتروجين وأول اوكسيد الكربون والسخام لزيت الوقود الثقيل أعلى من كمية انبعاثات اوكسيد النتروجين وأول اوكسيد الكربون والسخام للغاز الطبيعي وبنسبة 70% و37% و80% على التوالي.
وعلية فإن البحث الحالي بيّن إمكانية استبدال زيت الوقود الثقيل بالغاز الطبيعي وذلك للميزات المبينة في أعلاه وخاصة من جهة تقليل أنبعاثات أكاسيد النتروجين وأول اوكسيد الكربون والتي هي جزء من متطلبات الدول الصناعية للحد من ظاهرة الانبعاثات العالية والتي تؤثر سلبياً على البيئة.
قد تالفت لجنة المناقشة من أ.م.د خلف ابراهيم حمادة رئيسا وعضوية كل من أ.م.د عمر محمد حمدون و م.د يونس محل نجم و أ.م د عبد الرحمن الحبو محمد عضوا ومشرفا. وبعدها قرأ قرار لجنة المناقشة وتضمن قبول الرسالة مع منح الطالب درجة الماجستير. مبارك للطالب والقسم العلمي.