مطالعه ساختار شعله گاز سنتزتحت شرایط سوخت-هوا، اکسیژن غنی و سوخت-اکسیژن بدون شعله: بررسی اثر ترکیب سوخت، دمای پیش‌گرمایش و کسر مولی اکسیژن اکسنده

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان

2 دانشگاه تفرش

3 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه کاشان

doi
10.22034/jfnc.2023.387218.1339
چکیده

در مطالعه حاضر تأثیر دمای پیش‌گرمایش اکسنده و کسر جرمی اکسیژن موجود در آن به‌عنوان پارامترهای اصلی و موثر بر احتراق بدون شعله گاز سنتز تحت شرایط سوخت- هوا، اکسیژن غنی و سوخت- اکسیژن بررسی شده است. شبیه‌سازی‌ها‌ به‌وسیله حلگر شعله نفوذی جریان متقابل با استفاده از سینتیک شیمیایی GRI3.0 انجام شده است. به‎منظور تفکیک اثرات فیزیکی و شیمیایی جایگزینی CO2 با N2، از گونه مجازی VCO2 با خواص فیزیکی کاملاً مشابه با CO2 بدون حضور در زنجیره واکنش‌ها استفاده شده است. مطابق با نتایج به‌دست آمده اثرات فیزیکی در دماهای اکسنده پایین‌تر و اثرات شیمیایی در دماهای اکسنده بالاتر غالب هستند. بررسی تأخیرتأخیر در اشتعال نشان‌دهنده آن است که تحت شرایط سوخت-اکسیژن، افزایش نسبت هیدروژن به مونوکسید کربن سوخت از 25/0 به یک و از یک به چهار به ترتیب منجر به کاهش فاصله محوری اشتعال از 4/0 به 39/0 و از 39/0 به 375/0 می‌شود. مقایسه میان کسر مولی اکسیژن اکسنده و دمای پیش‌گرمایش ورودی نشان می‌دهد که دمای پیش‌گرمایش تأثیر بیشتری بر پارامترهای ساختار جریان واکنشی نظیر تأخیر در اشتعال و حرارت آزاد شده دارد.