بررسی اثر توان مشعل بر طول شعله و آلاینده NOxیک شعله آشفته ناهمگن

Abstract

ناهمگنی به شرایطی اطلاق می‌شود که هنوز سوخت و هوا پیش از فرایند احتراق به‌طور کامل باهم مخلوط نشده باشند. یکی از روش‌های ایجاد سطوح مختلف ناهمگنی، ورود سوخت و هوا به‌طور موازی در دو لوله هم‌مرکز است. طول این لوله، طول ناهمگنی نامیده شده و افزایش آن موجب افزایش اختلاط می‌شود. سوخت مورداستفاده گاز متان و اکسیدکننده هوا می‌باشد. در این تحقیق اثر توان مشعل بر طول شعله آشفته و میزان تولید آلایندهNOx بررسی شده است. از معادلات ناویر-استوکس به روش میانگین‌گیری رینولدز و برای مدل‌سازی معادلات آشفتگی از معادلات k-ε استاندارد کمک گرفته شد. همچنین برای مدل‌سازی سینتیک شیمیایی از مکانیزم دو مرحله‌ای و برای مدل‌سازی جریان واکنشی، روش اتلاف گردابه‌‌‌ای بکار گرفته‌شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که افزایش توان ورودی در نسبت هم ارزی ثابت، طول شعله آشفته را افزایش داده و این افزایش در حالت غیر پیش مخلوط تأثیر بیشتری داشت. افزایش توان مشعل تا دو ونیم برابر نسبت به حالت اولیه، میزان تولید آلاینده مونواکسید نیتروژن را تا شش‌صد درصد افزایش داده و پس‌ازآن با افزایش توان مشعل تا پنج برابر نسبت به حالت اولیه، تولید آلایندگی روند ثابتی را به دنبال داشت.