تأثیر پارامترهای عملکردی شامل توان، نسبت سوخت به هوا و ترکیب گاز سنتز بر شرایط حرارتی و ساختار شعله در رژیم‌های احتراقی مایلد و دما بالا

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه کاشان

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه کاشان

3 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تفرش

doi
10.22034/jfnc.2024.468559.1401
چکیده

هدف از پژوهش حاضر، مطالعه تأثیر پارامترهای عملکردی شامل توان، نسبت سوخت به هوا و ترکیب گاز سنتز روی شرایط حرارتی و ساختار شعله در دو رژیم احتراقی مایلد و دما بالا است. بدین منظور از شبیه‌سازی کوره احتراقی دانشگاه لیسبون با استفاده از مدل آشفتگی k-ε استاندارد و مدل احتراقی مفهومی اتلاف گردابه اصلاح شده استفاده شده است. پارامترهای عملکردی مورد بررسی شامل توان‌های کوره 5 و 16 کیلووات، نسبت‌های سوخت به هوای 1/0، 2/0، 4/0 و 6/0 و نسبت کسر جرمی‌های هیدروژن به مونوکسید کربن 01/0، 02/0، 05/0، 1/0، 2/0 و 3/0 است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که تحت رژیم مایلد توزیع دما یکنواخت‌تر از رژیم دما بالا بوده و تشکیل رژیم مایلد مستلزم تأخیر در اشتعال به‌منظور رسیدن به سطح قابل‌توجهی از رقیق‌سازی مخلوط احتراقی است. همچنین افزایش توان، تسهیل در تشکیل رژیم مایلد را به همراه داشته، در حالی‌که افزایش هیدروژن سوخت در توان کوره ثابت به علت کاهش سرعت جریان سوخت و در نتیجه کاهش نرخ بازچرخش محصولات احتراقی منجر به انتقال به رژیم دما بالا می‌شود. مطابق با نتایج به‌دست‌آمده، در صورت تغییر قابل توجه در شرایط عملکردی مورد بررسی، لازم است تا طراحی کوره برای دستیابی به رژیم مایلد اصلاح شود.