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

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه کاشان

2 مهندسی مکانیک،مهندسی مکانیک،دانشگاه کاشان،کاشان،ایران

3 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه کاشان

doi
10.22034/jfnc.2024.472841.1406
چکیده

دف از مطالعه حاضر بررسی اثر خواص هندسی تخلخل ازجمله اثر تغییر چگالی حفره تخلخل در بازه ppi40-10، درصد تخلخل 7/0و 9/0 و اثر پیش گرم کردن هوا در بازه 500-300 کلوین و سه نسبت هم ارزی مختلف 7/0، 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 استفاده‌ شده 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 برابر 10ppi= بیشترین دمای گاز در خروجی مشاهده شد و اختلاف دمای حداکثری بین فاز گاز و جامد در این حالت حدود 590 کلوین است و با افزایش چگالی حفره تخلخل در40ppi=، کمترین دمای گاز در خروجی مشاهده شد و اختلاف دمای بین فاز گاز و جامد در این حالت حدود 243 کلوین است. با افزایش درصد تخلخل از 7/0 به 9/0، 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  500کلوین جبهه شعله به سمت بالادست مشعل کشیده می‌شود. همچنین در دمای ورودی ثابت، با افزایش نسبت هم ارزی از 7/0 به سمت 1/1 پایداری افزایش و موقعیت شعله به سمت بالادست کشیده می‌شود.