بررسی عددی اثر پارامتر هندسی تخلخل در مشعل محیط متخلخل آمونیاک-متان

چکیده مقاله

هدف از مطالعه حاضر بررسی اثر خواص هندسی تخلخل ازجمله اثر تغییر چگالی حفره تخلخل در بازهppi 10-40، درصد تخلخل 0/7و 0/9 و اثر پیش گرم کردن هوا در بازه K500-300 و سه نسبت هم ارزی مختلف 0/7، 1، 1/1 بر توزیع دما و پایداری مشعل محیط متخلخل در سوخت آمونیاک-متان است. بدین منظور از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل به‌صورت عددی با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت 22 و یک سینتیک شیمیایی شامل 69 گونه و 389 واکنش استفاده‌شده است. با توجه به رابطه بین چگالی حفره و درصد تخلخل و ضریب انتقال حرارت حجمی اثر این دو پارامتر موجب تغییر ضریب انتقال حرارت حجمی می‌شود. نتایج نشان داد که با افزایش چگالی حفره تخلخل اختلاف دمای دو فاز گاز و جامد کاهش می‌یابد. در چگالی حفره تخلخل برابر10 =ppi بیشترین دمای گاز در خروجی مشاهده شد و اختلاف دمای حداکثری بین فاز گاز و جامد در این حالت حدود K590 می‌باشد و با افزایش چگالی حفره تخلخل در40=ppi، کمترین دمای گاز در خروجی مشاهده شد و اختلاف دمای بین فاز گاز و جامد در این حالت حدودK243 می‌باشد. با افزایش درصد تخلخل از 0/7 به 0/9، ضریب انتقال حرارت حجمی کاهش و حدود شعله‌وری و پایداری مشعل افزایش می‌یابد. درنهایت مشاهده شد که در نسبت هم ارزی ثابت، با افزایش دمای ورودی تا K 500 جبهه شعله به سمت بالادست مشعل کشیده می‌شود. همچنین در دمای ورودی ثابت، با افزایش نسبت هم ارزی از 0/7 به سمت 1/1 پایداری افزایش و موقعیت شعله به سمت بالادست کشیده می‌شود.